極化誤差減小極化誤差的措施

在無線電測(cè)向中，減小極化誤差有多種措施，下而主要對(duì)常用的幾種加以討論

極化誤差多次測(cè)向取平均值法

間隔垂直天線的無線電測(cè)向機(jī)的極化誤差的特點(diǎn)是變化較快，對(duì)稱地出現(xiàn)于正確示向度的兩側(cè)，所以對(duì)多次連續(xù)取得的示向度數(shù)值來說，也可以把極化誤差看作是隨機(jī)性的。

根據(jù)概率的計(jì)算，大量觀測(cè)中，絕對(duì)值相等、符號(hào)相反的隨機(jī)誤差出現(xiàn)的概率幾乎是相同的因而隨著測(cè)向次數(shù)的增加，其算術(shù)平均誤差逐漸趨近于零因此降低極化誤差的有效方法之一是長時(shí)間連續(xù)測(cè)量出多個(gè)示向度的數(shù)值，然后取其平均值如果把幾次測(cè)量的算術(shù)平均值看作是方位誤差，那么所得到的算術(shù)平均極化誤差要比根據(jù)單個(gè)方位得到的均方根極化誤差小

因此，長時(shí)間多次測(cè)向，取平均值，可以大大地降低極化誤差。

極化誤差選擇抗極化誤差的無線電測(cè)向體制

為了較好地減小極化誤差，通常采用各種抗極化誤差的測(cè)向體制，主要有采用間隔雙環(huán)天線體系構(gòu)成的無線電測(cè)向機(jī)，采用H型天線體系構(gòu)成的測(cè)角系統(tǒng)，采用U型天線體系，采用變壓器禍合的阿德柯克天線體系以及各種方式的綜合應(yīng)用等。由于阿德柯克天線體系應(yīng)用比較廣泛，以此種測(cè)向體制為例做以技術(shù)分析。

阿德柯克天線體系是為了使兩根水平饋線容易實(shí)現(xiàn)其負(fù)載平衡、對(duì)稱而采用變壓器禍合的天線體系其典型電原理圖如圖1所示。

采用磁禍合的優(yōu)點(diǎn)是可以增大天線體系下半部閉合回路的阻抗，從而可以避免由于上、下兩部分回路不平衡而引起的極化誤差在這種情況下，變壓器的匝間電容愈小愈好因?yàn)樵撾娙萦。伨€愈容易保持平衡，接收的水平極化分量愈易抵消因而引起的極化誤差也愈小。

圖1中變量器偏離垂直天線的中心，其目的是為了減少垂直、水平、導(dǎo)線間的靜電禍合在這種禍合方法中，對(duì)極化誤差影響最大的是通過變壓器初、次級(jí)線圈間的雜散電容C，而流入天線下半部閉合回路的電流因此，為了減小該雜散電容C的有害影響，可以把初、次級(jí)線圈屏蔽起來。

如果變壓器制造的的完全平衡，饋線也制作成完全平衡對(duì)稱，那么采用變壓器禍合的天線體系，理論上可以做到極化誤差為零但是實(shí)際上，由于制造工藝不可能達(dá)到這種要求，因此總有一些不平衡存在，因此這種電路只能起到降低極化誤差的作用.

這種型式的結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)是可以降低極化誤差，其缺點(diǎn)是制作困難，如:整個(gè)變壓器的設(shè)計(jì)制造均應(yīng)完全一致，禍合系數(shù)及其他一切參數(shù)均應(yīng)對(duì)應(yīng)相等，否則，將會(huì)產(chǎn)生阻抗不相等或電流相位不一致等誤差。在電氣上要求這個(gè)禍合系數(shù)愈大愈好，以便有較高的靈敏度，而且在各波段中不應(yīng)有諧振點(diǎn)，所以對(duì)其電感量的選擇應(yīng)特別注意。

由于性能良好的高頻磁芯以及傳輸線式變量器的出現(xiàn)，可以在很寬的頻帶范圍內(nèi)，以很低的損耗使天線至接收機(jī)間由不平衡傳輸為平衡傳輸，因此大大降低了極化誤差，所以這種變壓器禍合方式應(yīng)用比較廣泛。

當(dāng)前，通信、雷達(dá)、無線網(wǎng)絡(luò)等各種新型電子信息系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)，使得電磁環(huán)境變得日益復(fù)雜，這對(duì)電子信號(hào)的情報(bào)偵察能力的要求也越來越高。傳統(tǒng)接收機(jī)體制已不能滿足高密度復(fù)雜電磁環(huán)境的要求。自適應(yīng)信號(hào)處理由于能夠自適應(yīng)的調(diào)整和外界干擾環(huán)境的信號(hào)參數(shù)，可以在保持期望信號(hào)的前提下抑制干擾信號(hào)，從而在雷達(dá)、通信及聲納等領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。然而，自適應(yīng)信號(hào)處理所要求的各個(gè)單元是理想的，并且各個(gè)接收機(jī)之間不存在誤差，這在實(shí)際的系統(tǒng)中是幾乎不可能實(shí)現(xiàn)的，必然會(huì)存在著各種非理想特性。例如，實(shí)際陣列天線的各個(gè)單元往往存在非理想特性，在發(fā)射或接收電磁信號(hào)時(shí)，不僅能夠接收信號(hào)的共極化分量，也能夠接收信號(hào)的交叉極化分量，存在著一定的正交極化耦合度。在以往比相體制測(cè)角性能的研究中，往往側(cè)重分析各個(gè)接收通道之間幅度和相位的一致性問題，而天線單元本身的交叉極化耦合問題往往被忽略而未加考慮，這使得工業(yè)實(shí)際部門在對(duì)比相體制測(cè)角系統(tǒng)進(jìn)行鑒定和測(cè)試遇到問題，有很多試驗(yàn)現(xiàn)象難以解釋。63892部隊(duì)的戴幻堯等從一個(gè)新的視角，即從干涉儀天線的極化誤差重新入手重新審視測(cè)角性能，首先給出了比相法測(cè)角的基本原理，然后對(duì)天線單元的接收信號(hào)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，進(jìn)而研究和分析了天線單元的極化誤差對(duì)比相體制測(cè)角性能的影響，給出了解析的數(shù)學(xué)表達(dá)式，指出了在極化誤差的作用下，干涉儀的測(cè)角性能敏感于入射信號(hào)的極化狀態(tài)，最后通過仿真定性定量評(píng)估了測(cè)角性能，給出了部分實(shí)驗(yàn)結(jié)論。當(dāng)相位干涉儀的兩個(gè)天線單元( 或者多個(gè)天線單元) 的極化特性不一致時(shí)，會(huì)引起較大的角度測(cè)量誤差，并且該誤差和入射信號(hào)的極化狀態(tài)有關(guān)。因此，在實(shí)際系統(tǒng)鑒定中，不應(yīng)該只用一種極化的信號(hào)源對(duì)比相測(cè)角系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，應(yīng)該多改變信號(hào)的極化方式，進(jìn)而更加全面的干涉儀測(cè)角性能，該誤差難以有效校準(zhǔn)，下一步需要研究有效的誤差校準(zhǔn)方法。

在通信對(duì)抗測(cè)向試驗(yàn)中，根據(jù)配試裝備所發(fā)射的無線電波在被試裝備的接收天線端所感應(yīng)的無線電信號(hào)強(qiáng)度分析而判定配試裝備的方位如果從配試裝備到被試裝備之間的無線電波的傳播沒有受到其他外來因素的影響，那么所測(cè)得的方位值應(yīng)該是比較準(zhǔn)確的但實(shí)際工作中的情況并非是理想的，無線電波在傳播過程中由于受到諸如電離層的分布狀況、地磁場(chǎng)、空間電磁波干擾等因素的影響，從而產(chǎn)生測(cè)向誤差。

通常的中波、短波測(cè)向中，到達(dá)測(cè)向天線體系處的電磁波，除了正常極化的地波外，還有來自電離層的反射波(天波)天波往往是非正常極化波他既有垂直極化分量，又有水平極化分量這種非正常極化波的電場(chǎng)(磁場(chǎng))的各個(gè)分量的振幅和相位關(guān)系也是隨時(shí)變化的。

在長、中、短波測(cè)向中，大多數(shù)以接收垂直極化波的天線體系來測(cè)向這種測(cè)向機(jī)對(duì)于具有任意極化角和波前傾角的無線電波進(jìn)行測(cè)向時(shí)，會(huì)同時(shí)對(duì)垂直極化波和水平極化波產(chǎn)生接收由于所用的天線體系對(duì)垂直分量和水平分量接收的方向特性圖是不相同的，因此其合成方向特性圖會(huì)發(fā)生畸變，從而產(chǎn)生測(cè)向誤差這種誤差稱為極化誤差。

極化誤差與測(cè)向機(jī)和被測(cè)目標(biāo)臺(tái)之間的距離有關(guān)。當(dāng)距離近時(shí)，地波占優(yōu)勢(shì)，極化誤差很小。隨著距離的增加，天波的比重增加，地波逐漸減小，極化誤差也隨之增加。待到地波已全部衰減，而僅靠天波來測(cè)向時(shí)，由于在這個(gè)區(qū)間反射波是很陡地入射，形成一個(gè)測(cè)向不穩(wěn)定的區(qū)域在該區(qū)域就不能滿意地進(jìn)行測(cè)向。當(dāng)距離繼續(xù)增大時(shí)，天波的波前傾角隨之下降，極化誤差亦開始減小，測(cè)向準(zhǔn)確度也隨之提高。

不同電介質(zhì)的極化程度是不一樣的。為了分析電介質(zhì)極化的宏觀效應(yīng)，常引入極化強(qiáng)度P這一物理量來表征電介質(zhì)的極化特性。極化強(qiáng)度是一個(gè)矢量，定義單位體積內(nèi)電偶極子電矩的矢量和為極化強(qiáng)度。

線極化波又有水平極化波和垂直極化波之分。電場(chǎng)的兩個(gè)分量沒有相位差（同相）或相位差為180度（反相）時(shí)，合成電場(chǎng)矢量是直線極化。當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直于地面時(shí)，此電波就稱為垂直極化波；當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度方向平行于地面時(shí)，此電波就稱為水平極化波。

若電場(chǎng)矢量在空間描出的軌跡為一個(gè)圓，即電場(chǎng)矢量是圍繞傳播方向的軸線不斷地旋轉(zhuǎn)，則稱為圓極化波。

電磁波極化E極化波

平面電磁波入射波的E波沿Y方向極化，稱E極化波。也稱TE波 。

電磁波極化H極化波

平面電磁波入射波的H波沿X方向極化，稱H極化波。也稱TM波。

電磁波極化右旋極化波

一個(gè)橢圓的或圓的極化波，它的電場(chǎng)向量在任一正交于傳播方向的固定平面內(nèi)，沿著傳播方向觀察時(shí)，隨著時(shí)間沿右手或順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。

電磁波極化左旋極化波

一個(gè)橢圓的或圓的極化波，它的電場(chǎng)向量在任一正交于傳播方向的固定平面內(nèi)，沿著傳播方向觀察時(shí)，隨著時(shí)間沿左手或逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。

電磁波極化圓極化波

圓極化波可由兩正交且具有90度相位差的分量合成產(chǎn)生，根據(jù)矢量端點(diǎn)旋轉(zhuǎn)方向的不同，圓極化可以是右旋的，也可以是左旋的。

具體判斷可按如下方式進(jìn)行：將右手大拇指指向電磁波的傳播方向，其余四指指向電場(chǎng)強(qiáng)度E的矢端并旋轉(zhuǎn)，若與E的旋轉(zhuǎn)一致，則為右旋圓極化波；若與E的旋轉(zhuǎn)相反，則為左旋圓極化波。

當(dāng)有電流通過電極時(shí)，因離子擴(kuò)散的遲緩性而導(dǎo)致電極表面附近離子濃度與本體溶液中不同，從而使電極電勢(shì)與j_r 發(fā)生偏離的現(xiàn)象，稱為“濃差極化”。電極發(fā)生濃差極化時(shí)，陰極電勢(shì)總是變得比j_r低，而陽極電勢(shì)總是變得比j_r高。因濃差極化而造成的電極電勢(shì) j_I與j_r之差的絕對(duì)值，稱為“濃差過電勢(shì)”。濃差過電勢(shì)的大小是電極濃差極化程度的量度。其值取決于電極表面離子濃度與本體溶液中離子濃度差值之大小。因此，凡能影響這一濃差大小的因素，皆能影響濃差過電勢(shì)的數(shù)值。例如，需要減小濃差過電勢(shì)時(shí)，可將溶液強(qiáng)烈攪拌或升高溫度，以加快離子的擴(kuò)散；而需要造成濃差過電勢(shì)時(shí)，則應(yīng)避免對(duì)于溶液的擾動(dòng)并保持不太高的溫度。

離子擴(kuò)散的速率與離子的種類以及離子的濃度密切相關(guān)。因此，在同等條件下，不同離子的濃差極化程度不同；同一種離子在不同濃度時(shí)的濃差極化程度亦不同。極譜分析就是基于這一原理而建立起來的一種電化學(xué)分析方法，可用于對(duì)溶液中的多種金屬離子進(jìn)行定性和定量分析 。