任培明，霍 甲，劉 蓉

（國家無線電監(jiān)測中心，北京 100037）

1 引言

無線電短波監(jiān)測是國家無線電管理工作中重要的組成部分，目前絕大部分短波監(jiān)測工作都是通過固定站聯(lián)網(wǎng)交匯來完成的，但無線電移動監(jiān)測車作為固定監(jiān)測站的有效補(bǔ)充，能夠行駛到固定站覆蓋不到的區(qū)域進(jìn)行短波信號的測量和定位，用以完成重點(diǎn)區(qū)域、特殊領(lǐng)域的常規(guī)監(jiān)測任務(wù)，以及專項(xiàng)監(jiān)測工作，是一種不可或缺的技術(shù)保障手段。本文從短波的傳播方式和無線電監(jiān)測車的基本功能入手，重點(diǎn)討論如何利用無線電移動監(jiān)測車實(shí)現(xiàn)短波干擾逼近查找。

2 短波的傳播方式

短波是指頻率為3～30MHz的無線電波。短波通信設(shè)備簡單、架設(shè)方便、費(fèi)用低廉、傳播距離遠(yuǎn)。短波的傳播方式可以分為天波、地波，主要是由信號源距離監(jiān)測場地的遠(yuǎn)近程度決定的。

地波傳播的距離取決于地面和頻率的電參數(shù)，因?yàn)榈孛鎸Χ滩ǖ奈招暂^強(qiáng)，繞射能力較差，一般地波傳播距離在幾十千米。天波傳播主要靠電離層反射，F(xiàn)層反射，E層損耗，此時(shí)由于電離層的吸收隨著頻率的升高而減少，能以較小的功率借助電離層反射完成遠(yuǎn)距離傳播，其中一次反射（一跳）可傳輸4 000千米，多次反射甚至可以做全球傳播。但是，天波傳播信道為變參信道，即電離層的密度隨時(shí)變化，反射情況也會相應(yīng)的變化。在實(shí)際工作中電臺常選用兩個(gè)或者三個(gè)頻率為該電路的工作頻率，白天適用的頻率為“白頻”，夜間適用的頻率為“夜頻”。

短波傳播的一個(gè)主要特點(diǎn)是地波衰減快，天波的穩(wěn)定性差，另一個(gè)特點(diǎn)是有寂靜區(qū)（越距區(qū)）存在，即地波傳不到，天波也反射不到，一般在50～300km之間。當(dāng)短波傳播的仰角大于45°，形成高角波時(shí)，測向示向度擺動很大，取向困難，誤差也很大。100～300km是測向的難點(diǎn)。

3 無線電移動監(jiān)測車的主要指標(biāo)

無線電移動監(jiān)測車由裝載平臺和無線電監(jiān)測（測向）平臺構(gòu)成，是利用技術(shù)手段完成對無線電信號測量、測向定位以及監(jiān)聽的專用作業(yè)車輛，因而與固定監(jiān)測站相比，有很多特殊的要求，主要指標(biāo)如下：

（1）系統(tǒng)接收靈敏度。系統(tǒng)接收靈敏度（帶天饋線系統(tǒng)）主要是接收機(jī)靈敏度，一般以系統(tǒng)最窄的接收帶寬檢測其靈敏度。

（2）系統(tǒng)測向靈敏度。在任意方位以強(qiáng)信號時(shí)示向度為基準(zhǔn)，逐步減弱信號源的輻射值，直到示向度擺動并偏離基準(zhǔn)值±3°時(shí)，測向天線位置場強(qiáng)儀接收的場強(qiáng)值即為系統(tǒng)的測向靈敏度。系統(tǒng)測向靈敏度測量是在標(biāo)準(zhǔn)場地上進(jìn)行，在給定的測向條件下，可以進(jìn)行測向的電場強(qiáng)度越小，說明系統(tǒng)測向靈敏度就越高。

（3）系統(tǒng)測向準(zhǔn)確度。系統(tǒng)測向準(zhǔn)確度是指在一定的信號電場強(qiáng)度下，測向設(shè)備測出的示向度與被測向目標(biāo)的方位角之差的統(tǒng)計(jì)值。它取決于測向體制和天線、信道與計(jì)算顯示等各部分的設(shè)計(jì)制造水平，一般為1°～3°。測向系統(tǒng)通常采用均方根值來表示系統(tǒng)測向精度指標(biāo)。其中，測向是移動監(jiān)測車最基本的功能，目前應(yīng)用較廣的是相關(guān)干涉儀測向體制，其測向的原理是：在測向天線陣列工作頻率范圍內(nèi)和360°方向上，各按一定規(guī)律設(shè)點(diǎn)，同時(shí)在頻率間隔和方位間隔上建立樣本群。在測向時(shí)將所測得的數(shù)據(jù)與樣本群進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算和插值處理，以獲得來波方向。一般地，移動監(jiān)測車并不能獲取目標(biāo)信號的仰角值，只能從電平值的幅值大小判斷距離信號源的遠(yuǎn)近程度。

（4）車體對測向系統(tǒng)的影響。如果天線離車頂高度小于1米，車體對移動測向的影響是不可忽略的。天線離車頂?shù)母叨仍叫?，影響越?yán)重。由于車體影響而產(chǎn)生的誤差值對頻率、電波相對車頭的到達(dá)方向十分敏感，特別是在偏開車頭±(30°～60°)和±(120°～150°)時(shí)，入射方向變化幾度，那么車體影響帶來的誤差就可能由＋20°變?yōu)椋?0°。車體誤差校正的慣用方法是測出誤差校正表，通過計(jì)算機(jī)自動修正。

（5）環(huán)境對測向系統(tǒng)的影響。無線電移動監(jiān)測車在城市里測向時(shí)偶爾出現(xiàn)示向度亂擺、無法穩(wěn)定，或者偏差較大的問題，這主要是建筑物、高壓線、鐵塔、巨型廣告牌等的反射、仰角過高以及電波極性畸變等造成的。

移動監(jiān)測車測向天線一般為有源天線，在靠近大功率發(fā)射源時(shí)易產(chǎn)生假信號。城市的街道和樓群中的多徑反射，是影響測向精度的最主要因素；測向時(shí)測向天線與被測目標(biāo)的垂直高度過大，也會產(chǎn)生較大誤差。移動監(jiān)測工作中，往往要將測向示向度與現(xiàn)場環(huán)境及信號場強(qiáng)相結(jié)合來判斷信號的真實(shí)方位，盡可能選擇較為理想的環(huán)境進(jìn)行測向，減少由于環(huán)境和場地造成的測向誤差。

4 短波移動監(jiān)測方法

4.1 低頻段干擾查找方法

在監(jiān)測工作中不難發(fā)現(xiàn)，低頻段更容易受到周圍電磁環(huán)境的干擾，使得信噪比大大下降，有時(shí)候信號完全被淹沒在噪聲中，無法對其捕獲并監(jiān)測。情況嚴(yán)重的，會對幾十甚至上百千赫的頻段范圍造成影響。在低頻段，信號主要是以地波的方式傳播，其極化方式為垂直極化波，因繞射作用而只能到達(dá)離發(fā)射點(diǎn)幾十至幾百千米的地區(qū)，測量誤差較小。

由于低頻段一般表現(xiàn)為周圍電磁環(huán)境的變化而對監(jiān)測測向產(chǎn)生的影響，對于地理位置相距較遠(yuǎn)的兩個(gè)監(jiān)測站，其接收到的信號可能完全不同，無法通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的方式進(jìn)行交匯定位。針對這種情況，目前干擾源的逼近查找主要是利用其地波特性。常規(guī)的監(jiān)測策略是：通過單站定位給出大致方位，進(jìn)而通過移動監(jiān)測車配合，逼近查找干擾源。然而，僅僅按照監(jiān)測方向行駛并不一定能夠找到干擾源，這是由于固定站很有可能接收到從其他方向反射的信號，且監(jiān)測人員在行駛過程可能會遇到“無路可走”的狀況。因此，可以改變行駛方向，從反方向或者其他方向逼近查找，通過移動監(jiān)測車測得兩個(gè)以上不同方向的示向度，最終找到其交叉點(diǎn)，也就基本鎖定了干擾源的位置。同時(shí)，一定要選擇合適的測試環(huán)境，盡量選擇地勢平坦廣闊的監(jiān)測環(huán)境，避免障礙物，尤其是金屬障礙物。此外，干擾電臺在不同時(shí)段可能有不同的發(fā)射頻點(diǎn)，如果目標(biāo)信號突然中斷，需要選擇移動監(jiān)測車“頻段掃描”功能，篩選出和目標(biāo)信號特征相似、示向相近的信號。如果仍不能確定是否為目標(biāo)信號，就需要用“中頻分析”或“固定點(diǎn)測量”功能，通過分析信號的波形等各方面的特征做進(jìn)一步判斷。如果是目標(biāo)信號，即可對其測向定位。在干擾逼近查找過程中，需要配合使用便攜式頻譜監(jiān)測設(shè)備，進(jìn)行現(xiàn)場干擾排查和跟蹤定位。一般地，可通過監(jiān)測到的場強(qiáng)值的強(qiáng)弱來判斷距離干擾源的遠(yuǎn)近程度。

4.2 其他頻段干擾查找方法

由于地波傳播距離受限，目前較常采用的短波傳播方式為天波。這種情況下，需要事先通過固定監(jiān)測站聯(lián)網(wǎng)交會定位，判斷出干擾源的大概方位，進(jìn)而驅(qū)車逼近查找。

在短波傳播過程中，存在著一個(gè)天波和地波均不能到達(dá)的區(qū)域，稱為寂靜區(qū)。當(dāng)監(jiān)測車行駛到該區(qū)域內(nèi)，將無法接收到任何信號。此時(shí)，如果不借助科學(xué)的判斷策略，根本無法判定信號源的具體來波方向。在這種情況下，可以有效利用固定監(jiān)測站的測向設(shè)備，通過多站聯(lián)網(wǎng)交匯，進(jìn)一步確定交匯位置，給監(jiān)測車提供正確的行駛方向。不過，交匯定位給出的結(jié)果只是個(gè)大概方位，由于各監(jiān)測站自身會存在一定的測量誤差，這個(gè)結(jié)果和實(shí)際位置的誤差一般都會在10千米以上。

一旦監(jiān)測車駛出寂靜區(qū)，便又可以重新獲取信號，并且信號強(qiáng)度會隨著逼近過程逐漸增大，這也充分說明信號逼近查找的路徑是正確的。需要特別強(qiáng)調(diào)的是，當(dāng)監(jiān)測車接近信號源時(shí)，接收到的就是信號的地波成份，此時(shí)就可以執(zhí)行前文所述的地波逼近查找策略。

5 結(jié)束語

無線電移動監(jiān)測車作為現(xiàn)代無線電管理最有效的技術(shù)手段之一，能夠行駛到固定站覆蓋不到的區(qū)域進(jìn)行短波信號的測量和定位，有效實(shí)現(xiàn)短波干擾逼近查找。

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