全書共5章,主要內(nèi)容包括:無線電測向機(jī)理、常用的無線電測向技術(shù)體制、典型的無線電測向性能指標(biāo)、工程中常見的測向誤差源及其影響,各類常用的數(shù)字化無線電測向體制(相位響應(yīng)型測向、幅度響應(yīng)型測向、陣列響應(yīng)型測向等技術(shù)體制下的各類常用方法)。圍繞無線電測向系統(tǒng)研制與應(yīng)用,介紹工程實踐中常見問題及其解決方法,包括相位差和幅度測量方法、校正與標(biāo)定、避免和減輕測向模糊的方法、無線電測向的數(shù)據(jù)融合、測向系統(tǒng)總計設(shè)計技術(shù)等。最后介紹了無線電測向技術(shù)的新發(fā)展,包括寬頻段多源快速測向、信號分析與測向一體化技術(shù),以及人工智能技術(shù)在測向領(lǐng)域的研究與應(yīng)用情況、壓縮感知技術(shù)的測向應(yīng)用等。
適讀人群 :本書可供從事無線電測向定位、信號處理技術(shù)研究與工程實踐的技術(shù)人員,以及相關(guān)專業(yè)師生閱讀。 本書特色:選材廣泛,重點突出。在參閱、比較大量無線電測向相關(guān)書籍、文獻(xiàn)、工程設(shè)計方案等材料的基礎(chǔ)上進(jìn)行選材,在對各類無線電測向技術(shù)體制進(jìn)行一般性介紹的情況下,重點介紹了工程中常用的幅度響應(yīng)型、相位響應(yīng)型、陣列響應(yīng)型測向體制。面向工程,易于操作。面向工程實踐,詳細(xì)介紹了工程中常見的問題及解決方法;對于常用的測向方法,以及相位差、幅度等參數(shù)的測量方法均給出其算法流程;在分析比較的基礎(chǔ)上盡可能介紹各類主要方法的適用場合;另外給出了一些主要方法的計算機(jī)代碼。內(nèi)容新穎,探索前沿。不僅從各類書籍、雜志中選編了不少無線電測向技術(shù)的素材,更融入了大量筆者及團(tuán)隊的近期研究成果與心得體會,借鑒了不少可為測向所用的信號處理、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)融合等技術(shù),并有所發(fā)展。深度適宜,便于閱讀。作為一本主要讀者定位于無線電測向技術(shù)工程應(yīng)用人員的書籍,特別注重了內(nèi)容的深度與可讀性。不少常見的數(shù)學(xué)證明就沒有納入本書,一些較長但必要的數(shù)學(xué)證明以附錄的形式安排在末尾。
本書是關(guān)于無線電測向理論與工程實踐的著作。雖然近年來國內(nèi)外關(guān)于無線電測向的著作有所出版,很好地介紹和推廣了無線電測向技術(shù),但不難發(fā)現(xiàn)這些著作還是存在以下特點:①較多地偏重?zé)o線電測向理論,對工程實踐過程中經(jīng)常遇到的問題介紹較少;②或過于淺顯,僅僅介紹部分測向方法的概念與原理;或十分精深,專門介紹一方面測向技術(shù)(如陣列測向技術(shù))的理論。不少從事無線電測向工作的同事反映,希望見到一本直接面向工程實踐的無線電測向著作,它既介紹常用的無線電測向方法,又推薦一些有潛力的測向新技術(shù);既深度適宜地介紹測向理論,又推薦工程實踐中常見問題的解決方案。本書就是為了滿足上述需求而做的一次嘗試。本書在寫作過程中,選材和撰寫力圖遵循以下原則:
(1)廣泛選材,重點突出。在參閱、比較大量近期無線電測向相關(guān)書籍、論文、工程設(shè)計方案等材料的基礎(chǔ)上進(jìn)行選材,在對各類無線電測向技術(shù)體制進(jìn)行一般性介紹的情況下,重點介紹了工程中常用的幅度響應(yīng)型、相位響應(yīng)型、陣列響應(yīng)型測向體制。需要說明的是,本書對于受電離層顯著影響的短波測向未予介紹。
(2)面向工程,易于操作。面向工程實踐,力求提升各類常用方法的可操作性,為此我們做了四點努力:①專門用一章詳細(xì)介紹了工程中的常見問題及常用方法;②對于常用的測向方法,以及相位差、幅度等參數(shù)的測量方法等均給出其算法流程;③在分析比較的基礎(chǔ)上盡可能介紹各類主要方法的適用場合;④在書末附錄給出了一些主要方法的計算機(jī)代碼等。
(3)內(nèi)容新穎,探索前沿。本書不僅從各類書籍雜志中選編了不少無線電測向技術(shù)的素材,而且融入了大量筆者及團(tuán)隊的近期研究成果與心得體會,借鑒了不少可為測向所用的信號處理、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)融合等技術(shù)并有所發(fā)展。另外,當(dāng)前數(shù)字處理測向體制已成為工程應(yīng)用的主流技術(shù),因此本書絕大多數(shù)篇幅用于對數(shù)字處理測向體制相關(guān)技術(shù)與工程實踐方法的介紹。
(4)深度適宜,便于閱讀。作為一本主要讀者定位于無線電測向技術(shù)工程應(yīng)用人員的書籍,也特別注重了內(nèi)容的深度與可讀性。不少常見的數(shù)學(xué)證明就沒有納入本書,一些較長但必要的數(shù)學(xué)證明也以附錄的形式安排在每章末尾。
本書各章內(nèi)容介紹如下:
第1章首先闡述無線電測向的任務(wù),其次介紹無線電測向技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域,最后回顧無線電測向技術(shù)的發(fā)展簡史。
第2章介紹無線電測向機(jī)理、常用的無線電測向技術(shù)體制、典型的無線電測向性能指標(biāo)、工程中常見的測向誤差源及其影響,并對無線電測向系統(tǒng)的基本組成和幾種典型測向系統(tǒng)進(jìn)行介紹。
第3章具體介紹各類常用的數(shù)字化無線電測向體制。詳細(xì)闡述相位響應(yīng)型測向、幅度響應(yīng)型測向、陣列響應(yīng)型測向等技術(shù)體制下的各類常用方法。對主要的測向方法均給出其原理、算法和誤差分析結(jié)果。
第4章圍繞無線電測向系統(tǒng)研制與應(yīng)用,介紹工程實踐中常見問題及其解決方法,包括相位差和幅度測量方法、校正與標(biāo)定、避免和減輕測向模糊的方法、無線電測向的數(shù)據(jù)融合、測向系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)等。
第5章介紹無線電測向技術(shù)的新發(fā)展,包括寬頻段多源快速測向、信號分析與測向一體化技術(shù),以及人工智能技術(shù)在測向領(lǐng)域的研究與應(yīng)用情況、壓縮感知技術(shù)的測向應(yīng)用等。
本書由陸安南、尤明懿、江斌、宋朱剛、葉云霞、黃凱共同執(zhí)筆完成,最終由陸安南對全書進(jìn)行統(tǒng)一校對和修正。本書在寫作過程中得到了楊小牛院士的指導(dǎo),得到了馮榮泉所長、樓財義副所長的大力支持,得到了張春磊、陳柱文、葉永杰、鄧偉、繆善林、何之凱、夏飛海、陳鼎鼎、張永光、陳偉峰等同志的幫助,在此一并表示衷心的感謝。
無線電測向技術(shù)用途廣泛,面對今后更高的應(yīng)用要求,需要我們用新思想、新理論、新方法提高測向理論水平和工程實現(xiàn)能力。限于作者水平,書中疏漏和不妥之處在所難免,懇請讀者批評指正,以便我們糾正和不斷完善。
編著者
通信信息控制和安全技術(shù)重點實驗室
第1章 引言 1
1.1 無線電測向任務(wù) 1
1.2 無線電測向應(yīng)用 1
1.3 無線電測向簡史 2
1.4 本書導(dǎo)讀 4
1.5 本章小結(jié) 4
本章參考文獻(xiàn) 5
第2章 無線電測向概論 6
2.1 無線電測向機(jī)理 6
2.2 測向體制與分類 6
2.3 測向機(jī)性能指標(biāo) 8
2.4 測向誤差源及其影響 10
2.4.1 干擾 10
2.4.2 噪聲 11
2.4.3 陣元位置誤差 12
2.4.4 陣元互耦 13
2.4.5 通道失配 15
2.5 測向系統(tǒng) 17
2.5.1 系統(tǒng)組成 17
2.5.2 基本功能單元 18
2.5.3 綜合功能單元 22
2.6 幾種典型測向系統(tǒng)簡介 23
2.6.1 國外測向系統(tǒng)介紹 23
2.6.2 國內(nèi)測向系統(tǒng)介紹 26
2.7 本章小結(jié) 31
本章參考文獻(xiàn) 31
第3章 無線電測向方法 32
3.1 相位響應(yīng)型測向 33
3.1.1 一維角測向 33
3.1.2 二維角測向 51
3.1.3 其他測向算法 66
3.2 幅度響應(yīng)型測向 68
3.2.1 一維角測向 69
3.2.2 二維角測向 76
3.3 陣列響應(yīng)型測向 84
3.3.1 非子空間測向法 86
3.3.2 子空間測向法 94
3.3.3 其他相關(guān)理論與分析 131
3.4 其他測向體制 151
3.4.1 相位轉(zhuǎn)幅度型測向 151
3.4.2 頻率響應(yīng)型測向 154
3.4.3 時間響應(yīng)型測向 163
3.5 本章小結(jié) 164
本章參考文獻(xiàn) 165
第4章 無線電測向工程實踐 170
4.1 相位差與幅度測量方法 170
4.1.1 相位差測量 170
4.1.2 幅度測量 189
4.2 校正與標(biāo)定 198
4.2.1 陣元位置誤差校正 198
4.2.2 天線陣互耦補償 201
4.2.3 接收通道失配校正 203
4.2.4 天線陣互耦及其位置誤差綜合校正 204
4.2.5 外場測試入射方向標(biāo)定 206
4.3 測向模糊及解決方法 208
4.3.1 測向模糊概述 208
4.3.2 一階模糊 209
4.3.3 高階模糊 231
4.4 無線電測向的數(shù)據(jù)融合 236
4.4.1 數(shù)據(jù)融合 236
4.4.2 參數(shù)融合 236
4.4.3 測向結(jié)果融合 237
4.5 測向系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù) 242
4.5.1 任務(wù)分析 243
4.5.2 設(shè)計要點 244
4.5.3 系統(tǒng)方案 250
4.6 本章小結(jié) 251
本章參考文獻(xiàn) 251
第5章 無線電測向技術(shù)發(fā)展 253
5.1 信號分析與測向一體化 253
5.1.1 基于信號分離的測向方法 253
5.1.2 基于測向的信號分離方法 257
5.1.3 信號分析與測向綜合方法 258
5.2 多信號快速測向 263
5.3 人工智能測向技術(shù) 265
5.3.1 人工智能測向技術(shù)現(xiàn)狀概述 265
5.3.2 人工智能測向技術(shù)案例 270
5.4 壓縮感知測向技術(shù) 277
5.4.1 稀疏表示模型 277
5.4.2 l1-SVD算法 278
5.4.3 算例 278
5.5 仿生測向技術(shù) 280
5.5.1 基于奧米亞棕蠅耦合聽覺結(jié)構(gòu)的仿生測向原理 280
5.5.2 算例 282
5.6 本章小結(jié) 284
本章參考文獻(xiàn) 284
附錄A 第3章有關(guān)公式推導(dǎo) 289
附錄B 第4章有關(guān)公式推導(dǎo) 298
附錄C 計算機(jī)程序 319
縮略語 330