无线电信号的测向。如何运作?

上一部分中,我们考虑了从工作的无线电接收器接收本地振荡器信号的可能性。现在让我们考虑一个更笼统的问题-通常如何检测到无线电信号?精度如何?



什么是真实的,什么是神话,让我们设法弄清楚。

注意:我无法使用真实的测向仪进行真实的测试。所有信息都在开源中找到。

无线电波的测向原理


定向天线

最可能,最明显且历史上最先出现的是一种使用定向天线进行信号定向的方法。它在苏联期间特别用于体育定向比赛,称为“猎狐”。当时《无线电》杂志的封面显示了它的外观:



我们现在对体育不是更感兴趣,而是对该问题的技术方面更感兴趣。从照片中可以看出,接收器包含2条天线:一个回路,另一个为针脚。来自天线的电路信号被合并,从而获得心形指向辐射的方向图(来自站点unradio.ru的图表):



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对于定向天线,一切都差不多,也很清楚,至少需要将它们扭曲或与它们一起走,这当然很不方便。相位方法引起了人们的极大兴趣,这些方法使您可以使用固定天线来接收信号。


(RPc3000i测向仪天线,图片来自irga.sut.ru/sp.html

相位方法有不同的子集;例如,考虑准多普勒测向仪的原理。想象一下,来自某个方向的信号和天线在水平面内旋转。



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, , « ». 400$ Doppler Direction Finder Kit:



包含不超过20个零件。他们使用现成的无线电台作为接收​​器,只需完成一个用于切换天线的模块。

但是,回到固定的测向仪。用户可能感兴趣的主要问题是测向的准确性和频率范围。例如,我们可以考虑使用ARK-SP固定式测向仪,其说明可在bnti.ru网站上找到:
-工作频率范围:20-3000 MHz-
范围20-1000 MHz内的场灵敏度:不超过12μV/ m-
仪器精度(RMS),不大于:2°(20-1000 MHz)
-一次定向信号的最小持续时间,一次在5 MHz的处理频段上:30 ms
-连续记录该频带中的无线电信号:高达24 MHz,连续记录24 MHz频带中的无线电信号的数据流率:102.4 MB / s

从此描述中,可以强调许多有用的事实:
-工作频率范围扩展到3 GHz,几乎涵盖了所有内容可能的信号源。
-对于轴承来说,非常短的信号确实足够。
-记录信号的最大带宽为24 MHz,这是由于可用ADC的最大采样频率所致。该站点的描述可以追溯到2012年,如果取得了一些进展,我们可以假设现在可以使用60 MHz甚至100 MHz的ADC。但这不太可能,我们可以肯定地说,整个广播没有人写,它太复杂和昂贵。因此,除非信号意外地进入记录,否则实际上不可能通过记录来“追溯”寻找方向。
-声明的精度不超过2°,这一方面非常好,另一方面,以“到公寓”的精度进行搜索显然是不够的。此外,根据工作原理,在垂直平面上信号根本不是测向信号,因此也不可能知道信号源(或地板)的高度。

说到准确性,您可以在同一站点上找到Radio Explorer的屏幕快照,在该屏幕上可以看到RPS3000i测向仪的准确性:



在什么距离下可以检测到无线电信号?足够远,因为测向仪天线通常安装在城市最高的建筑物上。在该网站上ess.ru设法找到2006年发表的一篇文章显示了下表(5-W无线电的方向查找):


如您所见,最大范围为27公里。

对于汽车方向查找器,可以找到其描述(包括安装和安装照片以及操作员的工作站)在同一篇文章中

结论


我希望已经消除了一些关于测向的神话,一些证实了。本文的所有数据均来自5到10年前的开源。某些情况可能会有所改善,但显然不会达到数量级,并且该领域的物理定律似乎在10年内没有发生变化。

我还要指出另一点。尽管事实上现代技术不允许在公寓,房间和地板上找到准确的入侵者,在按下PTT按钮一秒钟后,您仍不应欺骗自己。正如实践所示,他们仍然会抓住恶意违规者,这只是时间问题。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN397175/


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