探析無線電跟蹤技術的應用

解慶輝

探析無線電跟蹤技術的應用

解慶輝

石家莊諾通人力資源有限公司，河北 石家莊 050000

隨著社會經濟的快速發展，無線電跟蹤技術也在各個行業與領域得到了廣泛的應用。結合相關資料，對無線電跟蹤技術的發展歷程以及無線電跟蹤技術的應用設備、工作原理進行了分析，并在此基礎上對無線電跟蹤技術的應用與發展趨勢進行了探析，希望能夠促進無線電跟蹤技術的持續、快速、健康發展。

無線電跟蹤技術；應用；發展趨勢

引言

無線電跟蹤技術具有可以被應用于跟蹤以及測量飛行器的運動軌跡的目標特性。此技術之所以被廣泛應用，在于其自身的獨特優勢，比如監測的實時性、遠距離探測、傳送多種信息的便捷性、信息的實施處理性等。無線電跟蹤技術被各個國家廣泛地應用于武器控制、遠程警戒、靶場測量、航天器測控等方面。

1 無線電跟蹤技術的發展歷程

無線電跟蹤技術早在第二次世界大戰中就被應用于跟蹤測量炮彈、火箭和飛機。為了更好地適應現實需要，在無線電跟蹤系統的基礎上發明了簡易的多普勒測速定位系統，以及S波段圓錐掃描自動跟蹤雷達。隨著導彈、航空、航天技術的不斷發展，20世紀50年代研制出了單脈沖精密跟蹤測量雷達與精密干涉儀。20世紀60年代則研制出了相控陣雷達和S波段統一系統。

美國在無線電跟蹤技術上的發展，為其他國家無線電跟蹤技術的使用與發展奠定了基礎。比如，中國在20世紀60年代末發明研制成功了單脈沖擊精密測量雷達和連續波短基線干涉儀測速系統，在70年代中期研制成功了中長基線干涉儀測量系統和大型相控陣雷達，在80年代初期微波統一系統正式投入實際應用中。

2 無線電跟蹤技術的應用設備、工作原理、具體應用與系統分類

2.1 無線電跟蹤技術的應用設備

無線電跟蹤技術的應用依托于無線電跟蹤系統。無線電跟蹤系統由飛行器上設備和地面設備組成，即無線電發射部分與無線電接收部分。無線電發射部分由無線電發射機、無線電發射天線和無線電發射機固定裝置共同組建而成[1]。無線電接收部分由兩個部分組成：無線電接收機和無線電接收天線。

2.2 無線電跟蹤技術的工作原理

無線電跟蹤技術的工作原理可以劃分為四個步驟。

（1）調制有關的信號，再將信號傳送到由發射機產生的無線電載波上，通過天線將信號輻射到空間中，被飛行器上安裝的應答機接收、轉發，或者被目標直接反射，返回到地面。

（2）可以通過飛行器上的信標機發射無線電信號到地面上。地面部分的無線電接收機在接收到無線電信號后對信號進行檢測與處理，并把解調出來的有角度誤差的信號和通過角度編碼器測得的目標的方位角、高低角數據傳送到角度伺服回路，進而在角度上對監測目標進行跟蹤。

（3）有些信號會包含有多普勒頻移，可以將此種信號傳送到速度跟蹤測量回路，對信號中的多普勒頻移進行跟蹤與提取操作，進而測量出目標的徑向速度。

（4）經過調解得出的距離信號可以被送到距離跟蹤測量回路，對目標的距離進行實時跟蹤，并將接收信號在時間的延遲或者相位差、頻率差測量出來，以此獲得監測目標的距離，根據監測跟蹤者的實際需要有針對性地提取監測跟蹤對象的其他信號。通過以上工作原理得出的所有測量數據，都需要經過接口錄取，通過計算機進行深度數據處理得出所需的參數，并將數據參數送往測控中心。

3 無線電跟蹤技術的具體應用

隨著無線電跟蹤技術的不斷發展，此技術在諸多領域得到了廣泛的應用。具體的應用情況如下。

3.1 無線電跟蹤技術對飛行器的跟蹤

無線電跟蹤技術在探測目標時，不會受到跟蹤距離與氣象變化的影響，因此在跟蹤目標飛行器的過程中，可以測量目標的特性參數。在跟蹤飛行器的過程中，充分利用無線電波的特性來完成飛行器的跟蹤任務，并精準地測量飛行器在飛行過程中的飛行軌跡參數。

3.2 無線電跟蹤技術在廣電行業中的應用

無線電跟蹤技術在廣電行業中的應用多是集中于中短波頻段，尤其是短波頻段應用最為廣泛[1]。無線電跟蹤技術在廣電行業中應用時多是依靠著天波進行傳播，且在傳播的過程中具有傳播距離遠、不受地域限制等特點。因此，此技術往往會在廣電行業作為測向的重要技術手段。在跟蹤、定位中短波信號時，為了保證跟蹤測量數據的精準性，會啟用不少于3個或更多的調用測向站，同時會將不同的測向站分布在距離相隔較遠的地理位置上。通過對系統累積進行100頻次的聯網測試，統計出同頻多址且包括欲測部分臺址率為83.87%；單頻單址且包含欲測部分的臺址率為95.65%。總體包含欲測部分的臺址率則達到了92%，成為中短波廣播監測工作的重要助手。

隨著科學技術的不斷進步，無線電跟蹤技術探測距離、測量精度、抗干擾性能上也得到了快速提升，且此技術的工作波段也得到了逐步加寬。

3.3 無線電跟蹤技術在航天活動中的應用

無線電信道在信息傳輸過程中可以方便快捷地對多種信息進行傳送，也正是由于此優勢，使得無線電跟蹤技術在航天或者航天活動中得到了廣泛的應用[2]。比如常見的靶場測量、指揮控制、遠程警戒、航天器的跟蹤測軌等均用到了無線電跟蹤技術。

4 無線電跟蹤系統的兩大分類

隨著無線電跟蹤技術的不斷發展，此技術的應用系統被劃分為了兩大類，即脈沖跟蹤測量系統與連續波跟蹤測量系統。

4.1 脈沖跟蹤測量系統

脈沖跟蹤測量系統利用射頻脈沖信號來進行具體的操作。

脈沖跟蹤測量系統可以使無線電跟蹤技術完成測距、多目標的跟蹤、目標特性測量與反射式工作。此系統又可以劃分為圓錐掃描與單脈沖跟蹤兩類。通過此系統可以實現單站、單站鏈式或者多站之間同時進行監測跟蹤工作。比如，美國1980年在夸賈林靶場建成了主副站式脈沖測量系統，通過此系統測量的精度得到了大大提高。

4.2 連續波跟蹤測量系統

連續波跟蹤測量系統采用的是連續射頻信號。此系統具有較高的測速能力，可以對載波信道進行綜合利用。連續波跟蹤測量系統又可以細化為多種不同的系統。

4.2.1 多普勒測速系統

多普勒測速系統是在信標機與應答機的配合下進行使用，通過將測量目標的多普勒頻移，可以實現對測量目標徑向速度的收集。此系統的應用設備比較簡單，但是此系統也有局限性，只能用于測速。目前多普勒測速系統多應用于炮彈和中、低軌道的人造衛星的測量。

4.2.2 距離和距離變化率測量系統

距離和距離變化率測量系統的成功應用需要應答機的配合。在二者的相互配合下，可以精確地采集跟蹤測量目標的距離、距離變化率以及角度。此系統支持單站與多站工作。目前此系統較多地應用于航天器軌道的跟蹤測量。

4.2.3 微波統一系統

微波統一系統是將微波信道、一套天線進行共用。無線電跟蹤技術通過應用此系統可以對航天器進行測軌、遙測、遙控、通信等多種操作。此系統使得無線電技術的跟蹤測量與遙測、遙控、通信等多種功能進行了有機的結合，因此此系統在航天器的測控和通信中得到了廣泛的應用。

5 無線電跟蹤技術的未來發展趨勢

無線電跟蹤技術的不斷發展使無線電跟蹤測量系統逐漸從陸基轉向天基。在應用無線電跟蹤技術時，逐漸整合了軌道測量、遙測、遙控、數據傳輸、語音通信，使以上操作通過一個無線電載波就可以實現共同傳輸。通過將跟蹤和數據中繼衛星以及相應的地面設備相結合，可以建成新型航天無線電測量系統，并充分利用衛星和地面控制接收站，對多顆低軌道的衛星展開全球性的跟蹤測控與數據中繼。另外，為了有效地規避低軌道衛星間信號的相互截獲等問題，多種新技術被不斷發明與應用。

在未來的無線電跟蹤技術發展過程中，將會逐漸實現信息的綜合利用與多種功能的統一。無線電跟蹤設備也會逐漸采用固態器件、集成電路，實現無線電跟蹤技術設備的數字化、功能軟件與模塊化。

[1]馬樂. 無線電信號跟蹤定位系統的設計與應用[J]. 數字傳媒研究，2016，33（11）：20-23.

[2]高紅梅. 無線電技術在航天航空上的應用研究[J]. 科技傳播，2016（10）：30-32.

Exploring the Application of Radio Tracking Technology

Xie Qinghui

Shijiazhuang Nuotong Human Resources Co., Ltd., Hebei Shijiazhuang 050000

With the rapid development of social economy, radio tracking technology has been widely used in various industries and fields. Combined with relevant data, the paper analyzes the development history of radio tracking technology, as well as the application equipment and working principle of radio tracking technology. Based on this, the application and development trend of radio tracking technology are analyzed, hoping to promote the sustained, rapid and healthy development of radio tracking technology.

radio tracking technology; application; development trend

TN925

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