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测向体制系列介绍——幅度比较式测向技术

时间:2025-10-17     作者:祯仪科技【原创】

无线电测向技术作为电子侦察与定位领域的关键手段,其体制发展历经百年演变,日趋成熟。从早期的比幅测向、干涉仪测向,到现代的相关处理、空间谱估计等高性能体制,其核心始终围绕对来波信号到达方向的精确估计。各类体制在测向精度、灵敏度、抗多径能力、实时性以及系统复杂度之间存在固有的权衡关系,其选择强烈依赖于具体应用场景与技术要求。
本系列文章将综述主流无线电测向体制,目前,测向技术体制主要包含以下几类,如图1:
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图1.测向技术体制与方法


本文主要介绍测向技术体制中的“幅度比较式测向技术”

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幅度比较式测向技术的由来

幅度比较式测向技术产生和发展的核心原因在于其原理简单、实现成本低、可靠性高。在电子技术发展的早期,这是少数几种能够实用化的测向手段之一。现在,在一些特定的场景依然会采用这种测向体制,如:

教育培训场景

作为无线电和电子学教学的实践工具,帮助学生理解天线方向性、电磁波传播等概念

业余娱乐场景

业余无线电“猎狐”运动是全球流行的户外科技体育项目

应急与演练场景

在应急通信演练中,用于定位受损的通信站或进行搜救模拟(例如,寻找携带应急信标的人员)

户外与低技术环境

在缺乏大型精密测向设备的场合,简单可靠的手持小音点测向机仍然是定位信号源的有效工具。其不依赖复杂电子系统,可靠性极高

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幅度比较式测向技术的实现

幅度比较式测向主要采用方向性天线实现,测向最经典的幅度比较式测向为大、小音点测向。这两种技术都源于同一种天线--环形天线(Loop Antenna)所固有的物理特性:“8”字形方向性图。

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 图2.环形天线及其“8”字形方向图

物理基础:环形天线在接收无线电波时,其信号强度与来波方向和天线平面夹角的余弦成正比。当信号来源方向与天线平面平行时(夹角0°),感应电流最强,接收声音最响,这就是大音点波腹”。“小音点”的发现:当信号来源方向与天线平面垂直时(夹角90°),感应电流最弱,接收声音最小甚至为零,这就是小音点“波谷。这个零点比大音点的峰值更加尖锐、明确,更容易被人耳精确分辨因此,大、小音点测向技术从一开始就是一对孪生技术,它们的由来就是人类对环形天线方向图特性的不同利用方式。

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【经典设备及案例】

实际上,纯粹依赖大音点的专业设备很少。但是,几乎所有配备旋转环形天线的传统测向系统,其核心方法都是小音点测向。经典小音点测向设备有:

(1)MoN-系列测向机
苏联/俄罗斯生产的经典军用便携式测向机,如MoN-90,采用交叉环形天线,通过旋转天线寻找小音点,是冷战时期的标志性装备。                                           

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图3.经典苏联MoN-90测向机

(2)R-500系列测向机

美国经典设备,美国AN/PRD-10和AN/PRD-11是R-5000系列中最具代表性的便携式测向机,它们是冷战时期与苏联 MoN-90齐名的经典装备,PRD-10在越战中被广泛使用,同样采用手动旋转环形天线寻找小音点的原理。


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图4.美国经典AN/PRD-10测向系统

(3)国产/业余无线电测向机


“80米波段测向机“2米波段测向机,这些都是为业余无线电猎狐运动设计的经典设备,其核心操作就是寻找小音点

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图5.业余无线电测向设备


总结



幅度比较式测向技术以“原理简单、实现成本低、可靠性高”的优势,从二战时期到现在都在不同的场景中得以应用,从早期的军事应用,到现在都在的教学、演练和低技术环境下的信号测向等。幅度比较式测向技术的生命周期完美体现了一项经典技术从诞生、成熟到被替代,最终在某些特定领域焕发新生的过程

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