无线电移动监测车的短波干扰逼近查找方法

任培明，霍 甲，刘 蓉

（国家无线电监测中心，北京 100037）

1 引言

无线电短波监测是国家无线电管理工作中重要的组成部分，目前绝大部分短波监测工作都是通过固定站联网交汇来完成的，但无线电移动监测车作为固定监测站的有效补充，能够行驶到固定站覆盖不到的区域进行短波信号的测量和定位，用以完成重点区域、特殊领域的常规监测任务，以及专项监测工作，是一种不可或缺的技术保障手段。本文从短波的传播方式和无线电监测车的基本功能入手，重点讨论如何利用无线电移动监测车实现短波干扰逼近查找。

2 短波的传播方式

短波是指频率为3～30MHz的无线电波。短波通信设备简单、架设方便、费用低廉、传播距离远。短波的传播方式可以分为天波、地波，主要是由信号源距离监测场地的远近程度决定的。

地波传播的距离取决于地面和频率的电参数，因为地面对短波的吸收性较强，绕射能力较差，一般地波传播距离在几十千米。天波传播主要靠电离层反射，F层反射，E层损耗，此时由于电离层的吸收随着频率的升高而减少，能以较小的功率借助电离层反射完成远距离传播，其中一次反射（一跳）可传输4 000千米，多次反射甚至可以做全球传播。但是，天波传播信道为变参信道，即电离层的密度随时变化，反射情况也会相应的变化。在实际工作中电台常选用两个或者三个频率为该电路的工作频率，白天适用的频率为“白频”，夜间适用的频率为“夜频”。

短波传播的一个主要特点是地波衰减快，天波的稳定性差，另一个特点是有寂静区（越距区）存在，即地波传不到，天波也反射不到，一般在50～300km之间。当短波传播的仰角大于45°，形成高角波时，测向示向度摆动很大，取向困难，误差也很大。100～300km是测向的难点。

3 无线电移动监测车的主要指标

无线电移动监测车由装载平台和无线电监测（测向）平台构成，是利用技术手段完成对无线电信号测量、测向定位以及监听的专用作业车辆，因而与固定监测站相比，有很多特殊的要求，主要指标如下：

（1）系统接收灵敏度。系统接收灵敏度（带天馈线系统）主要是接收机灵敏度，一般以系统最窄的接收带宽检测其灵敏度。

（2）系统测向灵敏度。在任意方位以强信号时示向度为基准，逐步减弱信号源的辐射值，直到示向度摆动并偏离基准值±3°时，测向天线位置场强仪接收的场强值即为系统的测向灵敏度。系统测向灵敏度测量是在标准场地上进行，在给定的测向条件下，可以进行测向的电场强度越小，说明系统测向灵敏度就越高。

（3）系统测向准确度。系统测向准确度是指在一定的信号电场强度下，测向设备测出的示向度与被测向目标的方位角之差的统计值。它取决于测向体制和天线、信道与计算显示等各部分的设计制造水平，一般为1°～3°。测向系统通常采用均方根值来表示系统测向精度指标。其中，测向是移动监测车最基本的功能，目前应用较广的是相关干涉仪测向体制，其测向的原理是：在测向天线阵列工作频率范围内和360°方向上，各按一定规律设点，同时在频率间隔和方位间隔上建立样本群。在测向时将所测得的数据与样本群进行相关运算和插值处理，以获得来波方向。一般地，移动监测车并不能获取目标信号的仰角值，只能从电平值的幅值大小判断距离信号源的远近程度。

（4）车体对测向系统的影响。如果天线离车顶高度小于1米，车体对移动测向的影响是不可忽略的。天线离车顶的高度越小，影响越严重。由于车体影响而产生的误差值对频率、电波相对车头的到达方向十分敏感，特别是在偏开车头±(30°～60°)和±(120°～150°)时，入射方向变化几度，那么车体影响带来的误差就可能由＋20°变为－20°。车体误差校正的惯用方法是测出误差校正表，通过计算机自动修正。

（5）环境对测向系统的影响。无线电移动监测车在城市里测向时偶尔出现示向度乱摆、无法稳定，或者偏差较大的问题，这主要是建筑物、高压线、铁塔、巨型广告牌等的反射、仰角过高以及电波极性畸变等造成的。

移动监测车测向天线一般为有源天线，在靠近大功率发射源时易产生假信号。城市的街道和楼群中的多径反射，是影响测向精度的最主要因素；测向时测向天线与被测目标的垂直高度过大，也会产生较大误差。移动监测工作中，往往要将测向示向度与现场环境及信号场强相结合来判断信号的真实方位，尽可能选择较为理想的环境进行测向，减少由于环境和场地造成的测向误差。

4 短波移动监测方法

4.1 低频段干扰查找方法

在监测工作中不难发现，低频段更容易受到周围电磁环境的干扰，使得信噪比大大下降，有时候信号完全被淹没在噪声中，无法对其捕获并监测。情况严重的，会对几十甚至上百千赫的频段范围造成影响。在低频段，信号主要是以地波的方式传播，其极化方式为垂直极化波，因绕射作用而只能到达离发射点几十至几百千米的地区，测量误差较小。

由于低频段一般表现为周围电磁环境的变化而对监测测向产生的影响，对于地理位置相距较远的两个监测站，其接收到的信号可能完全不同，无法通过网络互联的方式进行交汇定位。针对这种情况，目前干扰源的逼近查找主要是利用其地波特性。常规的监测策略是：通过单站定位给出大致方位，进而通过移动监测车配合，逼近查找干扰源。然而，仅仅按照监测方向行驶并不一定能够找到干扰源，这是由于固定站很有可能接收到从其他方向反射的信号，且监测人员在行驶过程可能会遇到“无路可走”的状况。因此，可以改变行驶方向，从反方向或者其他方向逼近查找，通过移动监测车测得两个以上不同方向的示向度，最终找到其交叉点，也就基本锁定了干扰源的位置。同时，一定要选择合适的测试环境，尽量选择地势平坦广阔的监测环境，避免障碍物，尤其是金属障碍物。此外，干扰电台在不同时段可能有不同的发射频点，如果目标信号突然中断，需要选择移动监测车“频段扫描”功能，筛选出和目标信号特征相似、示向相近的信号。如果仍不能确定是否为目标信号，就需要用“中频分析”或“固定点测量”功能，通过分析信号的波形等各方面的特征做进一步判断。如果是目标信号，即可对其测向定位。在干扰逼近查找过程中，需要配合使用便携式频谱监测设备，进行现场干扰排查和跟踪定位。一般地，可通过监测到的场强值的强弱来判断距离干扰源的远近程度。

4.2 其他频段干扰查找方法

由于地波传播距离受限，目前较常采用的短波传播方式为天波。这种情况下，需要事先通过固定监测站联网交会定位，判断出干扰源的大概方位，进而驱车逼近查找。

在短波传播过程中，存在着一个天波和地波均不能到达的区域，称为寂静区。当监测车行驶到该区域内，将无法接收到任何信号。此时，如果不借助科学的判断策略，根本无法判定信号源的具体来波方向。在这种情况下，可以有效利用固定监测站的测向设备，通过多站联网交汇，进一步确定交汇位置，给监测车提供正确的行驶方向。不过，交汇定位给出的结果只是个大概方位，由于各监测站自身会存在一定的测量误差，这个结果和实际位置的误差一般都会在10千米以上。

一旦监测车驶出寂静区，便又可以重新获取信号，并且信号强度会随着逼近过程逐渐增大，这也充分说明信号逼近查找的路径是正确的。需要特别强调的是，当监测车接近信号源时，接收到的就是信号的地波成份，此时就可以执行前文所述的地波逼近查找策略。

5 结束语

无线电移动监测车作为现代无线电管理最有效的技术手段之一，能够行驶到固定站覆盖不到的区域进行短波信号的测量和定位，有效实现短波干扰逼近查找。

[1] 李献周.如何利用监测车精准定位信号源[J].中国无线电，2013年01期.

[2] 胡奎.浅谈移动监测车在测向中的应用[J].中国无线电，2005年09期.

[3] 谭海峰，牛刚.监测车天线高度和周围环境对无线电监测的影响[J].中国无线电，2005年09期.

[4] 陈华东.VHF/UHF无线电监测测向移动车的集成与提高测向定位精度研究[D] .浙江工业大学，2009年.

[5] 何学群，石永新.无线电移动监测车的监测测向[J].中国无线电，2006年09期.