計(jì)算機(jī)碩士論文范文參考
計(jì)算機(jī)碩士論文范文參考
針對(duì)當(dāng)前大學(xué)生就業(yè)形勢(shì)十分嚴(yán)峻的情況,提出高校應(yīng)該從就業(yè)技能指導(dǎo)、培養(yǎng)模式創(chuàng)新、綜合能力素質(zhì)提升等各方面,努力做好學(xué)生就業(yè)指導(dǎo)工作的思路。下面是學(xué)習(xí)啦小編為大家推薦的計(jì)算機(jī)碩士論文，供大家參考。
計(jì)算機(jī)碩士論文范文一：無線電干擾分辨與定位方式探討
干擾信號(hào)的區(qū)分與甄別
多數(shù)情形下我們所掃描測(cè)試的頻段里有若干個(gè)長(zhǎng)發(fā)信號(hào)，那么如何在多個(gè)長(zhǎng)發(fā)信號(hào)中區(qū)分與甄別出干擾信號(hào)?本人結(jié)合工作實(shí)際歸納了查看頻譜圖、監(jiān)聽語音、計(jì)算等7種方法。
查看頻譜圖法(見圖1、圖2)。查看頻譜圖是最簡(jiǎn)單的準(zhǔn)則，因?yàn)槲覀兛梢猿浞至私庀到y(tǒng)的頻率頻寬以及期望觀察的頻帶范圍。可以透過設(shè)定足夠?qū)挼念l率范圍將受影響的接收器信號(hào)及鄰近的干擾信號(hào)均包含在內(nèi)，用排除法找出干擾頻率。通過頻譜圖識(shí)別出干擾信號(hào)，需要無線電管理執(zhí)法人員事先完成一定的基礎(chǔ)性工作。大多數(shù)監(jiān)測(cè)設(shè)備屏幕顯示清晰，其高亮無反光顯示屏幕即使在強(qiáng)烈日光下顯示仍然十分醒目，是判定干擾最直觀和有效的手段。在利用頻譜圖查找干擾前，頻譜圖數(shù)據(jù)庫里要預(yù)存現(xiàn)有環(huán)境中有用無線電信號(hào)發(fā)射情形下的頻譜圖。頻譜圖可以實(shí)時(shí)地將不同的信號(hào)反映出來，當(dāng)產(chǎn)生干擾時(shí)，業(yè)務(wù)人員在第一時(shí)間調(diào)出預(yù)存頻譜圖與有干擾時(shí)的頻譜圖進(jìn)行對(duì)比分析，注意有干擾時(shí)頻譜圖上新出現(xiàn)的信號(hào)，有可能就是干擾頻率，鎖定疑似干擾頻率，其占用帶寬、電平等參數(shù)在頻譜圖里一目了然，再進(jìn)一步進(jìn)行監(jiān)聽、測(cè)試占用帶寬、進(jìn)行AM/FM解調(diào)監(jiān)聽等操作，最后確定干擾源。
監(jiān)聽語音法。日常無線電監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)不明信號(hào)，就應(yīng)該首先進(jìn)行監(jiān)聽，初步判斷干擾源的通信類型，是話音還是數(shù)據(jù)，有可能的話還要進(jìn)行相應(yīng)的解調(diào)分析，可以通過監(jiān)聽其模擬信號(hào)內(nèi)容，提取有價(jià)值的信息，確定設(shè)備使用者從而找到干擾源。對(duì)話音或解調(diào)出的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，對(duì)于有話音信號(hào)的在開啟測(cè)向等功能的同時(shí)逐一進(jìn)行監(jiān)聽，還要同時(shí)打開錄音監(jiān)聽功能，實(shí)時(shí)錄制語音，從而識(shí)別出話音信號(hào)的使用者。如：市場(chǎng)管理者使用的對(duì)講機(jī)里除了市場(chǎng)調(diào)度內(nèi)容外還可聽到市場(chǎng)熱鬧的背景噪聲?？荚囎鞅渍Z音信息里包含諸如A、B、C、D或1、2、3、4等傳輸答案話音。在五花八門的話音信息中我們可以對(duì)干擾信號(hào)作出大概判斷。
計(jì)算法。當(dāng)某一信號(hào)無法判定其是否為干擾信號(hào)時(shí)，在已知若干個(gè)有用信號(hào)發(fā)射頻率的前提下，我們還可以通過對(duì)發(fā)射互調(diào)公式、接收互調(diào)公式、鏡象干擾公式和接收寄生干擾公式的分析計(jì)算，算出很多個(gè)可能的干擾頻率，供同步跟蹤查找。如三階一型互調(diào)干擾計(jì)算公式：f0=2f1-f2或f0=2f2-f1;三階二型互調(diào)干擾計(jì)算公式：f0=f1+f2-f3;鏡像干擾=f1f0=fb±fz(fb為本振頻率，fz為中頻頻率);同頻干擾：f0≈f1。將計(jì)算結(jié)果與受干擾頻率進(jìn)行比較，如果可疑頻率與計(jì)算結(jié)果頻率相同或接近，我們就可以確定該頻率即為與計(jì)算公式對(duì)應(yīng)的干擾類型，進(jìn)而對(duì)形成組合的頻率判定其為相應(yīng)干擾信號(hào);也可通過互調(diào)分析軟件計(jì)算出可能的互調(diào)頻率組合，來分析干擾是否為互調(diào)干擾，進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)。
設(shè)備檢測(cè)法。測(cè)試雜散發(fā)射限值是無線電設(shè)備檢測(cè)的主要內(nèi)容之一。雜散發(fā)射限值的測(cè)試能夠幫助我們發(fā)現(xiàn)由設(shè)備自身性能差而造成的自身干擾。無線電發(fā)射設(shè)備的雜散發(fā)射是產(chǎn)生通信干擾的重要原因，由于雜散發(fā)射超過限值就產(chǎn)生了自身干擾。自身干擾在無線電干擾中占有相當(dāng)大的比例，近年來青海省海西無線電管理處查處的干擾類型中自身干擾占到50%左右。自身干擾通常是由于天線、饋線、高頻濾波器接觸不良或不同金屬相接觸以及由于元器件的老化、氧化等原因造成的無用信號(hào)發(fā)射并相互調(diào)制而引入的干擾。這類干擾在進(jìn)行設(shè)備檢測(cè)時(shí)排查解決。
占用帶寬判定法。多數(shù)無線電用戶開展的業(yè)務(wù)對(duì)頻帶占用帶寬有嚴(yán)格要求，因此，通過干擾信號(hào)的帶寬也能大致分辨干擾的來源(見表1)。
停機(jī)實(shí)驗(yàn)法。停機(jī)實(shí)驗(yàn)法的前提是在已知多個(gè)與受干擾頻率相關(guān)的頻段內(nèi)多個(gè)疑似干擾強(qiáng)信號(hào)的前提下，通過逐一關(guān)停并觀察干擾變化情況，如果關(guān)停某個(gè)發(fā)信機(jī)干擾完全消失，即可直接找到干擾源。
查看干擾信號(hào)的其他特征。除語音、帶寬等以外，還可以通過干擾信號(hào)的功率電平、監(jiān)測(cè)設(shè)備靈敏度等表現(xiàn)特征判定干擾的類型，如：干擾信號(hào)僅與有用信號(hào)同時(shí)出現(xiàn)，則可能是交調(diào)干擾或大信號(hào)阻塞干擾;將受干擾電臺(tái)的接收天饋線直接接到測(cè)試系統(tǒng)測(cè)量接收機(jī)的中頻頻率、鏡頻干擾，在同樣解調(diào)方式下與受干擾信號(hào)聲音特征相同，那么該干擾就是中頻干擾、鏡頻干擾;在測(cè)試系統(tǒng)與受干擾電臺(tái)的接收天饋線之間加裝衰減器—濾波器—放大器，再測(cè)試，如果在受干擾頻率附近有大功率電平強(qiáng)信號(hào)，記錄其強(qiáng)度、帶寬等特征，作為受干擾電臺(tái)的信號(hào)源，如果受干擾電臺(tái)能收到信號(hào)，那么干擾就是鄰道干擾。
干擾定位五種常用方法
查處干擾流程中干擾定位是關(guān)鍵中的關(guān)鍵，通常有最大場(chǎng)強(qiáng)定位估算距離定位法、測(cè)向交叉定位法、語音判別法、近距離聽收信機(jī)嘯叫等等。
最大場(chǎng)強(qiáng)逼近定位法。最大場(chǎng)強(qiáng)逼近定位通常由便攜式測(cè)向機(jī)完成，便攜式測(cè)向機(jī)在復(fù)雜的環(huán)境中，通過改變天線的指向和移動(dòng)測(cè)向機(jī)的位置，使場(chǎng)強(qiáng)數(shù)值由小到大改變，按照與信號(hào)距離和場(chǎng)強(qiáng)值成正比原理，配合定向天線標(biāo)注強(qiáng)度方向，逼近信號(hào)源，定位干擾電磁源。一般在開闊地環(huán)境中，以MG3700A標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源、pr100手持測(cè)向機(jī)為例，根據(jù)自由空間頻率衰耗公式：L(dB)=32.45+20lgd(km)+20lgf(MHz)L(dB)=92.45+20lgd(km)+20lgf(GHz)在已知測(cè)向機(jī)的接收電平和頻率情況下，可以計(jì)算出干擾源與測(cè)向系統(tǒng)接收機(jī)之間的距離(其中L為系統(tǒng)測(cè)向機(jī)的接收電平;d為干擾源傳輸距離，f為信號(hào)源工作頻率)。理論上，對(duì)于一個(gè)功率恒定的信號(hào)源，測(cè)試點(diǎn)距離的變化同測(cè)試電平的關(guān)系為+6dB/半程(E=74.8+EIRP-20lgd，前兩項(xiàng)為固定值，場(chǎng)強(qiáng)變化與距離倍數(shù)變化呈線性關(guān)系，lgd/2=lgd-0.301)。在實(shí)際測(cè)向演練中，我們發(fā)現(xiàn)，在設(shè)備演練中開闊地、準(zhǔn)開闊地形環(huán)境下，晴朗天氣條件下，距離縮短一半，測(cè)試電平增大7dB略強(qiáng)，雨后因空氣濕度增大，空間損耗增強(qiáng)，地表導(dǎo)電率下降，半程的測(cè)試電平值增加量還要加大。在較復(fù)雜的地貌條件下(如較多障礙物引起多徑衰落、二次輻射，植被引起反射波強(qiáng)度衰減等)，測(cè)試距離同電平值的關(guān)系為增加8～9dB/半程。這些為我們近似估計(jì)臺(tái)距提供了計(jì)算方法，理論計(jì)算加實(shí)際測(cè)試大大提高了定位的準(zhǔn)確率。表2為900MHz測(cè)試頻率，pr100測(cè)向機(jī)測(cè)試電平理論、信號(hào)源功率4W的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)照表，為快捷地找出目標(biāo)電臺(tái)，我們依據(jù)對(duì)照表無須計(jì)算也能估計(jì)出信號(hào)源的大致距離。首先將信號(hào)源功率電平換算為與接收機(jī)電平單位統(tǒng)一：4W=10lg4000mV=36dBm=(107+36)dBμV=143dBμV。當(dāng)距離信號(hào)源dkm,900MHz頻率的損耗為：L(dB)=32.44+20lgd(km)+20lgf(MHz);由此可得出接收機(jī)理論電平值應(yīng)為143-L(dB)。由表2我們可以歸納出在城區(qū)開闊或準(zhǔn)開闊地形環(huán)境下，接收機(jī)與信號(hào)源理論距離在100m以內(nèi)時(shí)電平增大2~4dB距離增加約20米;150m~1000m以下時(shí)電平增大1dB距離增加約20米;1000m以上每0.5km電平變化3dB左右。
交叉測(cè)向定位法。監(jiān)測(cè)測(cè)向定位系統(tǒng)工作原理見圖3。系統(tǒng)測(cè)向通過幾個(gè)相互獨(dú)立測(cè)向設(shè)備的多個(gè)監(jiān)測(cè)結(jié)果，得出幾條指向可疑干擾源的示向線,前方交叉定位，計(jì)算并顯示概率三角區(qū)域。目前的固定和移動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)都有發(fā)現(xiàn)信號(hào)發(fā)射源方向的能力，可以確定發(fā)射源的大致方位，還可以完成頻率表、頻段掃描測(cè)量、信道占用度及頻譜占用度的統(tǒng)計(jì)等日常監(jiān)測(cè)功能，多數(shù)支持電子地圖，并可完成對(duì)非法電臺(tái)的識(shí)別、報(bào)警、記錄;在測(cè)向時(shí)，打點(diǎn)測(cè)試與連續(xù)“路測(cè)”，可在電子地圖上顯示出目標(biāo)信號(hào)的來波示向線。系統(tǒng)測(cè)向通過幾個(gè)相互獨(dú)立測(cè)向設(shè)備的多個(gè)監(jiān)測(cè)示向線，測(cè)試結(jié)果直接標(biāo)注在地圖相應(yīng)位置,得出幾條指向可疑干擾源的交叉示向線,計(jì)算并顯示概率交叉定位時(shí)通常分兩種情形：一般情形下固定+移動(dòng)+便攜足以完成交會(huì)定位。在干擾信號(hào)長(zhǎng)發(fā)的情況下，在固定和移動(dòng)兩套安裝了電子地圖的監(jiān)測(cè)測(cè)向系統(tǒng)中逐一寫入初步分析出的可疑頻率;從不同的方位進(jìn)行監(jiān)測(cè)測(cè)向，得出兩條相交的來波示向線(指向可疑干擾源的射線)，在電子地圖上標(biāo)出交點(diǎn);在交點(diǎn)附近部署手持移動(dòng)測(cè)向機(jī)進(jìn)行搜索最大場(chǎng)強(qiáng)式測(cè)向，得出第三條示向線，并在電子地圖上標(biāo)出三條線的三角交會(huì)區(qū)域;繼續(xù)用手持移動(dòng)測(cè)向機(jī)在交匯區(qū)域內(nèi)進(jìn)行更細(xì)致的查找;如果僅用手持移動(dòng)測(cè)向機(jī)無法監(jiān)測(cè)到干擾信號(hào)，根據(jù)交會(huì)區(qū)域地理特性開啟車載監(jiān)測(cè)測(cè)向系統(tǒng)沿途監(jiān)測(cè)，進(jìn)行多單頻點(diǎn)存儲(chǔ)測(cè)向，用兩套移動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備多次交叉定位，慢慢逼近目標(biāo)電臺(tái);如果所受干擾是間斷干擾，則開啟固定和車載兩部具有在無人值守情況下長(zhǎng)時(shí)間數(shù)據(jù)搜索功能的測(cè)向機(jī)進(jìn)行24小時(shí)不間斷掃描記錄。匯總數(shù)據(jù)，通過一系列的監(jiān)測(cè)和分析，確定干擾信號(hào)所屬類型、極化方式、調(diào)制方式和呼號(hào)等，用排除法篩選出最有可能的干擾頻率。再按第二步操作查找干擾源。
語音判別業(yè)務(wù)定位法。監(jiān)聽、錄音功能是監(jiān)測(cè)測(cè)向系統(tǒng)的主要功能之一，它可以對(duì)設(shè)定的某一信號(hào)進(jìn)行同步監(jiān)聽，并實(shí)時(shí)錄音，保存記錄，工作人員通過語音信息對(duì)非法用頻通信單位或個(gè)人作出干擾源判斷，根據(jù)非法臺(tái)站的通話內(nèi)容判定使用者的行業(yè)等信息。
聽接收機(jī)音點(diǎn)定位法。在無線電測(cè)向技術(shù)演練當(dāng)中，我們積累了一些根據(jù)音點(diǎn)快速定位的方法。當(dāng)接近電臺(tái)時(shí)，信號(hào)逐漸增強(qiáng)，耳機(jī)內(nèi)聲音逐漸變大。由于人耳在小音量時(shí)對(duì)音量變化的分辨能力比對(duì)大音量時(shí)的分辨能力強(qiáng)，就需要隨時(shí)減小音量，利用電位器控制測(cè)向機(jī)中頻放大器的放大量，進(jìn)而控制音量，逐漸地、連續(xù)地平滑變化，根據(jù)音量變化正確地辨別電臺(tái)方向。在距離很近時(shí)，因信號(hào)強(qiáng)度猛增，會(huì)出現(xiàn)造成測(cè)向機(jī)指向不清，以及距電臺(tái)數(shù)米內(nèi)，測(cè)向機(jī)失去方向性的情況;無法分辨雙向小音點(diǎn)，此時(shí)接收機(jī)遭到了大信號(hào)阻塞干擾，就會(huì)出現(xiàn)嘯叫告警聲，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，目標(biāo)信號(hào)源就在測(cè)向機(jī)大約3米范圍之內(nèi)。進(jìn)一步利用測(cè)向機(jī)音量隨距離增大減小的變化原理確定信號(hào)源位置，出現(xiàn)嘯叫時(shí)目標(biāo)信號(hào)就在距測(cè)向機(jī)半徑1米范圍之內(nèi)。
通過接收機(jī)天線的不同極化方式來觀察干擾信號(hào)的變化定位法。為獲得良好的測(cè)向機(jī)干擾信號(hào)接收效果,干擾信號(hào)應(yīng)與接收機(jī)天線極化方式相匹配。首先用不同極化方式分析測(cè)向機(jī)接收機(jī)天線各個(gè)方向上的場(chǎng)強(qiáng)大小,推導(dǎo)出干擾信號(hào)的極化特性。如果改變極化方式(只適用于水平和垂直極化)信號(hào)強(qiáng)度發(fā)生明顯變化，根據(jù)電磁波反射后極化方式改變?cè)砑纯膳卸ㄐ盘?hào)為反射信號(hào)，應(yīng)把信號(hào)位置與附近高大建筑物或坡陡的山坡的信號(hào)反射聯(lián)系起來，在此基礎(chǔ)上再采用最大場(chǎng)強(qiáng)定位操作進(jìn)行進(jìn)一步定位。總之，在西部欠發(fā)達(dá)地區(qū)，應(yīng)盡可能采用技術(shù)手段消除干擾，在不得已的情形下采取停機(jī)、收回頻點(diǎn)等強(qiáng)制措施。這是對(duì)無線電管理工作者掌握干擾規(guī)避技能和靈活運(yùn)用無線電行政許可能力的考驗(yàn)。當(dāng)無線電干擾處置時(shí)，應(yīng)該在尊重設(shè)臺(tái)事實(shí)、盡量維護(hù)無線電用戶利益的原則下，有理有節(jié)地進(jìn)行無線電干擾處置。
結(jié)論
雖然各類無線電管理技術(shù)設(shè)施為無線電干擾的排查提供了極大的便利，但無線電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)查干擾是個(gè)復(fù)雜、系統(tǒng)的過程。無線電管理工作者對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)備不能僅僅停留在會(huì)操作的程度，還要對(duì)天饋線系統(tǒng)的方向性、天線增益、天線與信號(hào)強(qiáng)弱的關(guān)系，距離、頻率、測(cè)得信號(hào)電平之間的關(guān)系等要吃透并完全理解，要盡快熟悉最前沿的監(jiān)測(cè)設(shè)備操作技能和軟件應(yīng)用，掌握電磁環(huán)境隨地形、頻率、天氣、距離等外部條件的變化規(guī)律，以使在各類電磁干擾查找、定位、處置中，快速處理干擾。
在無線電監(jiān)測(cè)測(cè)向系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用及演練中，本人根據(jù)多年的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，依據(jù)工作中利用各種無線電監(jiān)測(cè)設(shè)備，在市區(qū)、郊區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、山地、林地等多種地形實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)測(cè)向，查找干擾信號(hào)源的操作經(jīng)驗(yàn)，歸納出一些自認(rèn)為有效、科學(xué)的經(jīng)驗(yàn)、方法，換言之，更多的是無線電監(jiān)測(cè)測(cè)向系統(tǒng)操作技巧。這些實(shí)用的方式方法對(duì)無線電管理部門今后技術(shù)訓(xùn)練和實(shí)際監(jiān)測(cè)工作改進(jìn)非常重要。主要有：
干擾信號(hào)甄別的5種方法：查看頻譜圖;監(jiān)聽語音;計(jì)算;設(shè)備檢測(cè)查看干擾信號(hào)的其他特征。
干擾信號(hào)定位的5種方法：最大場(chǎng)強(qiáng)估算距離定位法。場(chǎng)強(qiáng)變化與距離倍數(shù)變化呈線性關(guān)系，lgd/2=lgd-0.301)。測(cè)向交叉定位法。語音判別業(yè)務(wù)定位法。聽接收機(jī)音點(diǎn)定位法。⑤通過接收機(jī)天線的不同極化方式來觀察干擾信號(hào)的變化定位法。
計(jì)算機(jī)碩士論文范文二：多徑效應(yīng)對(duì)追蹤體系的作用
當(dāng)無線電設(shè)備跟蹤目標(biāo)的仰角很低時(shí)，散射信號(hào)就會(huì)進(jìn)入天線的主波束范圍內(nèi)，造成直射信號(hào)與反射信號(hào)的矢量疊加，從而造成了跟蹤測(cè)量誤差的產(chǎn)生。由于多路徑上的信號(hào)反射會(huì)使得在地平面以下形成目標(biāo)的鏡像，對(duì)某些無線電測(cè)量設(shè)備來說，若其跟蹤目標(biāo)的仰角過低，由于鏡面反射信號(hào)的影響就容易造成天線的抖動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生天線飛車問題，以致于無法及時(shí)有效地跟蹤目標(biāo)。因此，為了能有效地完成好測(cè)量跟蹤任務(wù)，就要解決好無線電測(cè)量設(shè)備的低仰角跟蹤問題。
低仰角跟蹤時(shí)多徑效應(yīng)對(duì)測(cè)量設(shè)備的影響
大部分無線電測(cè)量系統(tǒng)的跟蹤體制都是單脈沖體制，在進(jìn)行目標(biāo)跟蹤測(cè)量時(shí)都是利用天線的和、差方向圖函數(shù)來測(cè)量目標(biāo)方向的。用ε表示目標(biāo)相對(duì)于天線瞄準(zhǔn)軸的偏轉(zhuǎn)角，設(shè)在自由空間天線和波束電壓增益為FΣ(ε)，差波束電壓增益為FΔ(ε)，經(jīng)過跟蹤接收機(jī)的信號(hào)接收解調(diào)后送給伺服系統(tǒng)的誤差控制信號(hào)為Ue(ω)=FΔ(ε)/FΣ(ε)，伺服系統(tǒng)在誤差信號(hào)的控制下會(huì)驅(qū)動(dòng)天線向差方向圖為零的方向運(yùn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的跟蹤[3]。在低仰角或負(fù)仰角條件下，天線接收的不僅有來自目標(biāo)的直射波，而且有經(jīng)地面、海面的鏡面反射波，還有經(jīng)各種途徑到達(dá)天線的漫反射波。圖1為低仰角條件下的跟蹤幾何關(guān)系。考慮到地面反射波的影響后，系統(tǒng)的和通道信號(hào)強(qiáng)度為：Σ(ε)=K[FΣ(ε)+ρejφFΣ(θr+θ-ε)]系統(tǒng)的差通道信號(hào)強(qiáng)度為：Δ(ε)=K[FΔ(ε)+ρejΦFΔ(θr+θ-ε)]式中：K為常數(shù);θ為天線仰角;θr為地面反射余角;ρ為地面反射系數(shù)的模;φ為接收點(diǎn)處直射波與地面反射波間的相位差。圖1低仰角條件下跟蹤幾何關(guān)系在接收機(jī)中和通道信號(hào)對(duì)差通道信號(hào)歸一化并經(jīng)相關(guān)檢測(cè)后，將同相分量輸出作為伺服的誤差控制信號(hào)，表達(dá)式為[4]：Ue(ε)=Re[Δ(ε)/Σ(ε)]={FΔ(ε)FΣ(ε)+ρ2FΔ(θr+θ-ε)FΣ(θr+θ-ε)+ρcosφ[FΔ(θr+θ-ε)/FΣ(ε)+FΔ(ε)/FΣ(θr+θ-ε)]｝/[F2Σ(ε)+ρ2FΣ(θr+θ-ε)+2ρFΣ(ε)FΣ(θr+θ-ε)cosφ](1)式中：ε為目標(biāo)相對(duì)于天線瞄準(zhǔn)軸的偏轉(zhuǎn)角;FΣ為和波瓣電壓增益;FΔ為差波瓣電壓增益。
分析式(1)可以看出，由于地面或海面反射波的存在，天線接收到的信號(hào)還包括各方向上的多徑信號(hào)，所以即使令天線瞄準(zhǔn)軸指向目標(biāo)(ε=0)，跟蹤接收機(jī)輸出的角誤差信號(hào)也不是零。倘若要讓角誤差信號(hào)為零，則必須將天線另外偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度，使之與多徑反射信號(hào)相抵消，這個(gè)另外偏轉(zhuǎn)的角就是多徑效應(yīng)形成的測(cè)角誤差。
由圖1分析低仰角條件下跟蹤幾何關(guān)系得到接收點(diǎn)處直射波與地面反射波間的相位差為：φ=(2π×2h1h2)/(λ×r)+φo式中：φo為地面反射系數(shù)的相角;r為天線和目標(biāo)在地面的投影間距離;h1，h2為天線、目標(biāo)相對(duì)于反射面的高度。經(jīng)過分析可以看出，式(1)分子的第3項(xiàng)ρcosφ[FΔ(θr+θ-ε)/FΣ(ε)+FΔ(ε)/FΣ(θr+θ-ε)]不僅取決于天線波束及其指向、地面反射性質(zhì)，而且還取決于直射波和地面反射波的相位差。所以角誤差控制信號(hào)與φ是緊密相關(guān)的，即目標(biāo)運(yùn)動(dòng)過程中隨著h2和r的變化，φ將連續(xù)、迅速的變化，這將引起天線仰角方向的劇烈抖動(dòng)，使得天線跟蹤軸大幅度擺動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起天線飛車，從而導(dǎo)致目標(biāo)的丟失。因此，必須采取措施以解決多路徑存在時(shí)的穩(wěn)定跟蹤問題[5]。
多徑反射信號(hào)進(jìn)入天線主瓣時(shí)，信號(hào)較強(qiáng)，它既影響差方向圖信號(hào)，也影響和方向圖信號(hào)，多徑效應(yīng)的影響不能只用Δ/Σ曲線的線性段來估計(jì)，而必須考慮反射對(duì)和波束、差波束的向量關(guān)系綜合求解。
多徑效應(yīng)使得在天線接收點(diǎn)處直射波與地面或海面反射波之間存在相位差。相位差越大，和差信號(hào)的衰落越大。當(dāng)天線處于負(fù)仰角工作狀態(tài)時(shí)，目標(biāo)和鏡像相對(duì)于觀察點(diǎn)的張角很小，兩者實(shí)際構(gòu)成了密不可分的二元目標(biāo)。目標(biāo)直射信號(hào)和鏡像反射信號(hào)強(qiáng)度是等量級(jí)的，因而信號(hào)衰落嚴(yán)重。若地面反射系數(shù)較小，如ρ<0.5，二元目標(biāo)的視在角將繞實(shí)際目標(biāo)位置上下波動(dòng);若ρ>0.5，對(duì)大多數(shù)相對(duì)相位而言，目標(biāo)視角仍停留在二元目標(biāo)“中心”附近，但若相對(duì)相位接近180°，則信號(hào)衰減嚴(yán)重，最終可能使跟蹤不穩(wěn)定或丟失目標(biāo)[6-7]。
解決低仰角跟蹤問題的措施
無線電跟蹤系統(tǒng)在低仰角跟蹤目標(biāo)時(shí)，多路徑反射誤差分量將成為最主要的誤差根源。無線電跟蹤系統(tǒng)的低仰角跟蹤問題也備受關(guān)注。為提高無線電跟蹤系統(tǒng)在低仰角下的跟蹤性能，結(jié)合無線電測(cè)量設(shè)備的特點(diǎn)采取以下幾方面措施：
目標(biāo)離跟蹤設(shè)備距離較近時(shí)，由于目標(biāo)角速度相對(duì)較大，可采用寬帶伺服系統(tǒng)跟蹤來改善系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性，這樣可提高系統(tǒng)的近距離跟蹤穩(wěn)定性。當(dāng)目標(biāo)距離設(shè)備逐漸變遠(yuǎn)時(shí)，天線的跟蹤仰角越來越低，因此目標(biāo)的角速度會(huì)隨目標(biāo)遠(yuǎn)離無線電設(shè)備而減小，這時(shí)伺服系統(tǒng)可采用窄帶跟蹤，以此來提高測(cè)角精度[8]。采取方位與俯仰兩個(gè)角支路既可以同時(shí)閉環(huán)跟蹤也可以單軸獨(dú)立跟蹤，仰角支路既可以閉環(huán)跟蹤，也可以引導(dǎo)跟蹤。當(dāng)本站多路徑影響嚴(yán)重時(shí)，方位自動(dòng)跟蹤而仰角處于引導(dǎo)狀態(tài)，渡過盲區(qū)后再轉(zhuǎn)入閉環(huán)跟蹤。
分集技術(shù)是改善低仰角跟蹤性能常用的一種方法，主要有頻率分集、信號(hào)極化分集等。某些無線電跟蹤設(shè)備采用的跟蹤接收機(jī)數(shù)量多，而由于多徑效應(yīng)的影響，各接收機(jī)接收到的信號(hào)幅度有很大的差別，采用多臺(tái)接收機(jī)接收兩種相互正交的極化分量，然后進(jìn)行合成，這樣就能提高信噪比，可有效減少多徑造成的信號(hào)衰落影響。由誤差表示式分子的第3項(xiàng)可知，角抖動(dòng)誤差含因子cosφ。雷達(dá)站址一定時(shí)，φ值隨目標(biāo)距離r、高度h2變化。對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)而言，亦即隨時(shí)間變化，因而對(duì)送往伺服的誤差信號(hào)作適當(dāng)?shù)臅r(shí)間平滑，就可以減小其影響。單從減小高頻抖動(dòng)誤差考慮，希望平滑周期大于天線抖動(dòng)周期。但實(shí)際上天線抖動(dòng)周期是隨目標(biāo)距離r、高度h2變化的，當(dāng)r較小時(shí)，角抖動(dòng)頻率較高;而當(dāng)r很大，目標(biāo)接近水平方向時(shí)，角抖動(dòng)頻率較低[9]。目標(biāo)高度不同，仰角抖動(dòng)情況差別很大，因此要想使平滑周期在任何條件下都大，對(duì)于天線角抖動(dòng)周期是難于實(shí)現(xiàn)的。盡管如此，通過實(shí)踐表明，平滑濾波仍然明顯改善了天線的抖動(dòng)。
多信息源的目標(biāo)測(cè)量模型建模、數(shù)據(jù)融合與最優(yōu)估計(jì)低仰角跟蹤時(shí)多徑反射對(duì)俯仰支路的影響表現(xiàn)得更加明顯，綜合利用多個(gè)信息源數(shù)據(jù)，可對(duì)天線的低仰角跟蹤起到積極作用。利用這些“多信息源”的優(yōu)勢(shì)，在實(shí)時(shí)漸消記憶遞推最小二乘估計(jì)的基礎(chǔ)上，根據(jù)不同信息源的狀態(tài)，對(duì)不同信息源實(shí)時(shí)地進(jìn)行不同的加權(quán)，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合并對(duì)多信息源進(jìn)行最優(yōu)估計(jì)，可在統(tǒng)計(jì)意義上進(jìn)一步減小多徑反射形成的偏差[10]。如圖2所示。計(jì)算機(jī)將采集到的三組目標(biāo)測(cè)量信息與天線實(shí)時(shí)指向角一起進(jìn)行目標(biāo)測(cè)量模型建模、數(shù)據(jù)融合與最優(yōu)估計(jì)處理，得到目標(biāo)視在角估計(jì)值，送給天線指向跟蹤伺服系統(tǒng)，天線指向伺服系統(tǒng)保證天線運(yùn)行到目標(biāo)視在角估計(jì)值位置。由于目標(biāo)視在角估計(jì)值是去掉多徑反射影響而相對(duì)真實(shí)反映目標(biāo)視在角的，因此，天線將跟著目標(biāo)視在角而運(yùn)行，即跟隨目標(biāo)而運(yùn)行，從而達(dá)到了平穩(wěn)準(zhǔn)確跟蹤目標(biāo)的目的。
結(jié)語
在低仰角條件下跟蹤，無線電跟蹤系統(tǒng)的跟蹤精度及穩(wěn)定性會(huì)受到嚴(yán)重影響，鑒于飛行目標(biāo)所在的環(huán)境比較復(fù)雜，通常只能盡量減少低仰角時(shí)多路徑效應(yīng)帶來的影響。本文分析了低仰角跟蹤時(shí)多路經(jīng)效應(yīng)對(duì)跟蹤系統(tǒng)的影響，提出了基于多信息源的目標(biāo)測(cè)量模型建模、數(shù)據(jù)融合與最優(yōu)估計(jì)算法的多種低仰角跟蹤措施，這一系列措施能較明顯地減小低仰角跟蹤過程中多徑效應(yīng)的影響，并提高跟蹤系統(tǒng)的跟蹤精度及穩(wěn)定性。