比相法测频
一种基于比幅比相的测向系统设计
一种基于比幅比相的测向系统设计马友科1,2，易卫明3，李慧3（1.河北省电磁频谱认知与管控重点实验室，河北石家庄050081；2.中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北石家庄050081；3.中国人民解放军75775部队，云南昆明650000）收稿日期：2022-01-040引言测向技术是电子侦察的关键技术，目标的方位信息是信号分选及引导干扰的重要参数。
通过测向，可以实现对威胁目标辅助定位，从而为引导武器系统辅助攻击或实施有效干扰提供可靠依据。
随着电子战技术的不断发展，对测向定位系统的性能要求越来越高，尤其针对中小型无人直升机等机载平台，要求其设备体积小、测向精度高、瞬时工作带宽大及空域瞬时全覆盖。
在目前的实际应用中，最常用的测向方式有比幅、干涉仪和空间谱等方法。
比幅法[1]根据接收信号的相对幅度大小来确定信号的来波方向，技术成熟、设备简单，但是精度较低；比相法[2]测向精度高，但存在相位模糊的问题，需要多个基线解模糊，对多个基线通道的幅相一致性要求较高；空间谱测向[3]可以同时对多个信号测向，分辨力高、精度高，但对信号模型失真敏感，运算量较大，一般只用于窄带测向。
比幅测向和干涉仪测向各有其优缺点，但2种方法的结合能有效融合其优势。
文献[4]采用曲线拟合及对雷达脉冲采样等技术提高比幅比相测向性能，但在实际工作中，还有虚警、漏警等问题需要解决。
文献[5]采用长短基线和幅度信息，提出了划分幅度差门限设置滑动粗相位的方法解决比幅比相测向模糊问题，但有很多前提条件的限制，实际工程应用有一定局限性。
文献[6]从理论层面对比幅比相的解模糊算法进行了改进，仿真实验取得了很好的效果，但未给出工程应用的实验结果。
文献[7]对比幅比相测向体制接收机的原理、系统设计及解模糊处理做了详细的论述，但未给出接收机内部主要模块的详细设计。
以上几种方法都具有一定的优势，但总体上无法满足中小型无人机测向工程化的要求。
本文结合测向系统装载平台的特点，针对2～18GHz 频率范围内的通信、雷达信号，介绍了一种装载于中小型无人直升机平台[8]、采用基于8阵元平螺天线圆阵[9]的复合测向体制———比幅比相测向体制，该设计实现了瞬时全方位、宽频带、高精度的宽带测向系统，在体积、重量、成本和复杂度等方面都有很大优势。
电子对抗试卷A-答案
电子对抗试卷A-答案桂林电子科技大学试卷2021---2021 学年第 1 学期课号 SF02036_01课程名称电子对抗原理（A卷; 闭卷）适用班级（或年级、专业）考试时间 120 分钟班级学号姓名题号满分得分评卷人一、填空题（20分，每空2分）1、某雷达的发射频率为１０００MHz，发射脉冲重复频率为２００Hz，发射脉冲宽度为１us，发射峰值功率为１００KW，则该雷达的 PRT=____5____ms, 最大可能探测距离＝___750____km，发射平均功率＝__20_____W。
2、STC是近程增益控制电路，其作用是用来防止近程杂波干扰所引起的中频放大器过载。
3、信号的稳定度是指：信号的各项参数是否随时间作不应有变化_ ，信号的不稳定性可以在时域和频域内来衡量，在时域内用信号某项参数的方差来表示，频域内用信号频谱纯度来表示。
4、在要求发射相位相参信号的雷达系统中，必须采用主振放大式发射机。
5、雷达侦察系统对雷达辐射源测向的基本原理是利用侦察测向天线系统的方向性,并依此分为振幅法测向和相位法测向。
二．判断题（对的打勾，错的打叉，10分，每题1分） 1、接收机灵敏度越高，越易检测微弱信号。
（√ ） 2、在环境温度下，电阻不产生噪声。
（× ） 3、单极振荡器的大功率由调制器产生。
（× ） 4、馈线系统连接在发射机、接收机和天线间。
（√ ） 5、雷达发射的信号中含有丰富的目标信息。
（× ）6、为测量目标速度，雷达发射机必须以连续波方式发射。
（× ）7、两坐标雷达只测方位角和高度。
（× ）8、灵敏度是测频接收机检测弱信号能力的象征。
（√） 9、按照干扰能量的来源干扰分为有源干扰和无源干扰。
（√ ）10、箔条干扰各个反射体之间的距离通常比波长大几十倍到上百倍,因而它能改变大气的电磁性能。
（× ）三、选择题（每小题不只一个答案，每题多选或少选均不得分，共20分，每题2分） 1、在雷达目标距离的测量中，常用的方法有（ ACD ）。
高精度频标比对实现的新方法
文章编号 ：００ ２２ ２ｏ ） １ Ｏ４—０ １０ —７０ （ｏ ６ ０ —０ ３ ５
中圈分类号 ：Ｍ ３ ． Ｔ ９ ５１
文 献标 识码 ： Ａ来自高精度频标 比对 实现 的新方 法
张云华 宣宗强 关 鹏
（ 西安电子科技大学 ２１ ８ 号信箱， 西安 ７０７） １ｏ１ 摘 要 提出了一 种实现高 精度频标比 对的 新方法， 通过控制正反相切换电 路来达到消除鉴相中的 死区” “
维普资讯
２Ｏ 年 ２月 ０６ 第 ２卷 第 １ ６ 期
宇航计 测技 术
Ｊｕｎ ｌｏ ｓ ｏ ａ ｔ ｔ ｌ￣ ｎ ａｕｅ ｎ ｏ ｒａ ｆＡ ｔ ｎ ｕｉ Ｍｅｒ ｏ ｖａ ｄＭｅｓ ｒｍｅ ｔ ｒ ｃ ｏ
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和非线性问题 ， 通过对两个 比对信号经过鉴相器输出的矩形脉冲进行填充 ， 并对填充脉冲在给定时间内进行计数 可以将计数值进行曲线拟合， 得到高精度的相位比对曲线并计算出两比对信号的频差。
关键 词
频标比对 鉴相 曲线拟合 高精度
Ａ ｗ ｅｈ ｄ ｆ ｒ Ｈ ｉｈ Ｐｒ ｃｓｏ ｆＦｒ ｑ ｅ ｙ Ｎｅ Ｍ ｔ ｏ ｏ ｇ ｅ ｉｉ ｎ ｏ ｅ ｕ ｎｃ Ｓ ａ ｄ ｒ ｓ Ｃｏ ｐ ｒｓ ｎ ｔ ｎ ａ ｄ ｍ ａ ｉｏ
收稿 日期 ：０ １－ ２晒．００ ８
作青筒介 ： 张云华 （ ８ 一）女 ， １ ２ ， 硕士 ， ９ 主要研究领域 ； 时频测控领域的理论及仪器设计。
3频率测量及短期频率稳定度表征解读
频率测量及短期频率稳定度表征在时间频率领域，频率测量及短期频率稳定度的表征与测量是时间频率计量的基本内容也是时间频率发展的基础，是非常重要的，其理论与方法也相对完善。
中国计量科学研究院于1981年建立了标准频率检定装置，1987年建立了短期频率稳定度检定装置，为全国频率量值的准确统一做出了巨大贡献。
本文简要介绍频率测量的基本原理与短期频率稳定度表征的基本理论与测量方法。
一．频率测量按照国家时间频率计量检定系统表，频率量值的传递，主要是通过各种频率标准来进行，因此对频率标准的测量显得尤其重要。
本文涉及的测量仅指对频标的测量，即对输出波形为正弦波，输出频率单一的频率源的测量。
各种频率测量方法最基本的原理是将被测信号与已知的标准信号即参考源进行比较，得到被测信号的频率。
对参考源的基本要求是，频率稳定度要比被测源高3倍，其他技术指标高一个数量级。
1．普通计数法被测信号 f x被测信号经放大整形后变为脉冲信号，晶振作为参考信号经分频后产生各种闸门信号，控制电子门，在闸门时间内，计数脉冲个数，设闸门时间为τ，计数为N ，则被测频率为：τNf x = (1)若被测频率的标称频率为f 0，则相对频率偏差为： τττ0000)(f f N f f f y x -=-=（2） 为求频率测量误差，对（2）式求微分，最终结果为 ττττx f d dy 1)(±=（3） 第一项为计数器的时基误差，等于晶振的准确度，第二项为±1误差即量化误差。
还有一项为触发误差，在频率测量中触发误差误差的影响很小，可以忽略。
第一项误差，可通过提高参考源的准确度或稳定度，如采用高稳晶振或原子频标来减小，但第二项误差是无法克服的，1/f x τ为计数法的测量分辨力。
为提高测量分辨力，产生了以下较常用的测量方法。
2．多周期同步法一般计数法测频时，存在±1误差，取样时间一定时，±1误差与频率成反比，频率越低，误差越大。
频率比对常用方法
电子测量中频率比对常用方法2907101021 严浩1、直接计量法直接计量法的典型例子是用数字频率计测量频率。
在图所示的频率计方框图中，把标频晶体振荡器所产生的准确和稳定的频率信号分频产生准确的时基信号（如秒信号），并用它控制一个闸门。
被测信号经过该闸门后，由计数器计数。
当时基信号为1s 时，所计数的结果就严格等于被测信号的频率值。
直接计量法的数字频率计图在频标比对中， 直接测频法的精度不高。
但是由于频标比对都是在两比对频率信号频率值很接近的情况下来完成测量工作的， 所以通过频标信号间相位差变化量的测量可以用公式算出被测信号的相对频差，并且随着比对时间的延伸而获得很高的测量精度。
上式中，ΔT 是两信号之间的相位差变化量，τ是发生该变化所用的时间。
其误差公式是：从上式中可以看出， 测频的精度随着比相时间的延长， 以及对相位差测试精度的提高而提高。
这里直接被测的中间量是ΔT =T2-T1及τ，其中T 是相位差（时间间隔），而τ是发生ΔT 变化所用的时间。
τ可以从秒、分、小时直至天。
而对高精度频率源，ΔT 的变化范围常常是微秒或纳秒。
2、比相法比相法测量频率的仪器方框图如下图所示。
可以看到， 这种设备的复杂程度并不比直接进行计数测频的仪器复杂。
用了间接比相法测量时，精度得到了大幅度的提高，而比对只能在同频或者频率关系成倍数的情况下进行。
A 输τTff ∆=∆τδττδδτττδδ⋅∆+∆=⋅-∆+∆≤∆f fT TT ff )()(2比相法测量频率的仪器方框图3、中频替代法中频替代法的基本工作原理是将射频信号（被测衰减器的工作频率）通过外差混频线性地变成固定的中频信号。
然后用工作于该中频的标准衰减器对被测衰减器进行替代， 以得出被测的衰减值。
中频替代法按工作方式有串联和并联两种。
(a) 串联中频替代法计量衰减原理图(b) 并联中频替代法计量衰减原理图4、 微差计量法“将被计量量与同它的量值只有微小差别的同一种已知量相比较， 并计放大整形鉴相双稳态v (t )低通滤波器长图记录仪放大整形F 1F 2f 1f 2v(b )稳定信号源f 0ρG ＝0被测衰减器线性混频器ρL ＝0本振f 0±f 1标准中频衰减器f 1中放与检波指示器信号源ρG ＝0被测衰减器线性混频器ρL ＝0本振f 0±f 1f 1计量信号通道中频信号源中频移相器标准中频衰减器f 1中放与检波指示器中频参考通道量出这两个量值之差的计量方法”称为“微差计量法”。
雷达对抗技术
慢速可靠搜索需同时满足的条件: 1）（慢速条件）在雷达天线扫描一周的时间Ta 内，侦察天线最多只扫描 一个波束宽度 r
2）（可靠条件）在雷达天线指向侦察机的时间Ts 内，至少接收到 Z 个连 续的雷达发射脉冲
Tr 为雷达的脉冲重复周期。
9/40
a 的时间内, 侦察天线至少扫
2）（可靠条件）在侦察天线指向雷达的时间Ts 内, 至少接收到 Z 个连续的雷达 发射脉冲
Tr 为雷达的脉冲重复周期。
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3 .测角精度和角度分辨力
角度测量均值: 无偏 测角方差: 波束宽度越小越好，信噪比越大越好 辅助支路: 采用全向天线，消除由于雷达天线扫描、发 射信号起伏、电波传播起伏等对测向的影响； 还能够用于旁瓣匿影。 角度分辨力:
第3章 雷达的方向测量和定位
1. 概述 2. 振幅法测向 3. 相位法测向 4. 对雷达的定位
3.1 概述
测向的目的 测向的方法 测向系统的主要技术指标
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3.1.1 测向的目的
· 信号分选和识别 · 引导干扰方向 · 引导武器系统辅助攻击 · 提供威胁告警, 指明威胁方向 · 辅助实现对辐射源定位
对各天线的输出取加权和
其中，
，超过此范围时按照2 取模。
当天线数量较大时，天线函数傅氏级数展开的高次系数
很小，简化为:
无模糊方向估计
全方向比幅测向法的主要优点是，对各种天线函数的适 应性强，测向误差小，没有强信号造成的虚假测向，但 信号处理复杂，不能同时进行多信号测向和分辨。
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3.2.3 多波束测向技术
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3. 2 振幅法测向
• 波束搜索法测向技术 • 全向振幅单脉冲测向技术 • 多波束测向技术
频率测量技术
如图 4-4 所示
图 4-4 频差倍增法
图中符号 xm，x（m-1）分别为倍频器，
— 为混频器。 fx 与 fr 具有相同的标称值，否则就在输入端先变成相同标称值的频率。 设 fx=fr+Δf 则第一级混频器的输出频率为
fⅠ=mfx+（m-1）fr =m（fr-+Δf）-（m-1）fr = fr+mΔf
一、工作原理
如图 4-3 所示 首先由控制器产生一个予定的闸门时间 T，称为控制信号。当控制信号前沿 出现后，随之而来的输入信号的第一个脉冲打开电子门 A 和 B，两个计数条分别 对两路不同信号开始计数，一路为输入信号，另一路为晶振信号通过倍频器产生 的高频信号，简称为时基。当控制信号后沿出现后，随之而来的输入信号的第一 脉冲关闭电子门 A 和 B，两个计数条的计数也随之停止，所计的数分别为 Na 和 Nb。 控制器所设定的闸门时间是由内部晶振分频所得到的，故是准确的所要求的 取样时间，设为 T。两个电子门实际打开的时间为τ，并不等于 T，但两者相差很 小，故可近似的看做为所要求的取样时间。设被测信号的周期为τx，时基的周期 为τb，则从图中可得：
（4-4）
第二项是无法准确给出的测量误差，但可以求出每个误差的范围。
由图中看出 0≤ ∆τ1 ≤τ x ，0≤ ∆τ 2 ≤ τ x
故有- τ x ≤（ ∆τ1 + ∆τ 2 −τ x ）≤τ x
相应的频率实际值应为
N −1 τ
≤
fx≤
N +1 τ
这意味着，实际频率比测得值 N/τ可能高，但最高不会高出 1/τHz；也可能低，
频率测量技术
介绍测量技术或测量方法，主要是用在频标计量上的技术，不完全同于广义 的各种信号的各种频率的测量。具有以下几个特点：
电子对抗原理(1)
电子对抗原理(1)
1、概述
测频系统主要技术指标
➢测频时间 测频时间是接收机从截获信号到输出测频结果所用的
时间。 测频时间影响侦查系统的截获概率和截获时间。
对侦察接收机来说,一般要求瞬时测频(IFM)。 对于脉冲信号来说,应在脉冲持续时间内完成测频任务, 输出频率测量值fRF。
定度、调谐特性的线性度，以及调谐频率的滞后量有关。
电子对抗原理(1)
1、概述
测频系统主要技术指标
➢测频的信号形式 现代雷达信号形式: 脉冲信号、连续波信号。
脉冲信号 常规的低工作比的脉冲信号 高工作比的脉冲多普勒信号 重频抖动信号 各种编码信号以及各种扩谱信号
强信号对测频的影响
强信号频谱的旁瓣往往遮盖弱信号,引起频率测量模 糊,使频率分辨力降低。
搜索式超外差寄生信道干扰
寄生信道干扰
在混频器中,不仅有主信道,还有很多寄生信道,可能造 成测频错误。通常称这种干扰为混频器的寄生信道干扰,
或混频器组合干扰。
混频器输入端加入信号fR和本振fL，由于混频器非线性， 产生中频fi的关系为：
fI=mfL+nfR 电子对抗原理(1)
2、频率搜索 接收机
搜索式超外差寄生信道干扰
瞬时测频对雷达侦查设备要求： 1）宽的瞬时频带,如一个倍频程,甚至几个倍频程；
2）高的处理速度
电子对抗原理(1)
1、概述
测频系统主要技术指标
截获概率： 在给定的时间内正确地发现和识别给定信号的概率。
全截获概率条件： 接收空间都能与信号空间完全匹配。（实际的侦察接
收机的截获概率均小于1）。
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方法二：比相法瞬时测频接收机
微波鉴相器
1）简单微波鉴相器原理如图：
T是延迟线的延迟时间。
微波鉴相器用于实现信号的自相关运算，因此需要考虑以下条件：•相干的基本条件：T小于等于t
否则不能进行相关运算。
•单值测量条件：f2与f1的差小于等于1/T
这是由最大相移为2 决定的，相移与频率的关系为
Ø=2πfT
•简单微波鉴相器的输出信号幅度与输入信号功率成正比•简单微波鉴相器的输出信号中有与频率无关的直流分量2）实用的微波鉴相器原理图
组成。
图上各点的电压表达式已经标出。