[發明專利]一種短波發射天線三維立體方向圖空中移動測量系統及方法

有效

• 申請號: 201710259338.2
• 申請日: 2017-04-20
• 公開（公告）號: CN107085150B
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發明（設計）人: 陳斌;羅勇;李娟;曹水;高俊;楊路剛
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍工程大學
• 主分類號: G01R29/10
• 分類號: G01R29/10
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 張英

1.一種短波發射天線三維立體方向圖空中移動測量系統，其特征在于，該系統包括數據采集子系統和測量數據分析處理子系統；

所述數據采集子系統包括由無人機搭載的環形接收天線，所述無人機在地面站的控制下在同一高度圍繞被測短波發射天線圓周運動，全向環形天線采集的信號發送于場強信號接收模塊；

所述數據采集子系統還包括GPS信號采集模塊、預設基準校正庫模塊、接收信號處理模塊及接收信號存儲模塊，所述GPS信號采集模塊通過GPS差分定位實現所述無人機測量位置的定位，并將定位信息傳輸于所述接收信號處理模塊，所述預設基準校正庫模塊將用于校準的基準站定位信息發送于所述接收信號處理模塊，所述接收信號處理模塊對定位信息執行校準，之后將所述校準的定位信息及場強信號發送于所述接收信號存儲模塊執行存儲；

所述測量數據分析子系統接收來自所述接收信號存儲模塊的信息并執行處理，所述測量數據分析處理子系統包括依次相連的場強信號預處理模塊、基于空間場強數據的方向測量模塊、數字波束形成模塊和發射天線校對因子計算模塊構成；

所述場強信號預處理模塊對所述數據采集子系統傳輸的所述場強數據進行預處理，消減姿態變化的影響，將處理后的場強信號傳輸于基于空間譜的方向測量模塊，通過運用空間譜統計、通道不一致校正及空間譜測向算法，形成所述被測短波發射天線的空間譜；

所述數字波束形成模塊用于生成標準的數字波束；

所述發射天線校對因子計算模塊將被測短波發射天線的空間譜通過與標準方向圖計算模塊生成的被測短波發射天線標準場強分布進行比對，計算出所述被測短波發射天線標準發射方向和譜估計處理后的實際發射方向，計算實際方向圖，并給出校正因子。

2.如權利要求1所述的短波發射天線三維立體方向圖空中移動測量系統，其特征在于，所述無人機上設置有GPS定位系統，用于記錄飛行軌跡。

3.如權利要求1或2所述的短波發射天線三維立體方向圖空中移動測量系統，其特征在于，所述環形天線圓環直徑500mm，整體高度為300mm。

4.如權利要求3所述的短波發射天線三維立體方向圖空中移動測量系統，其特征在于，所述環形天線吊掛式安裝。

5.如權利要求4所述的短波發射天線三維立體方向圖空中移動測量系統，其特征在于，所述環形天線為正交環。

6.一種如權利要求1-5中任一項所述的測量系統實現短波發射天線三維立體方向圖空中移動測量的方法，其特征在于，該方法主要包括如下步驟：

(1)設置無人機的飛行路徑，釋放所述無人機圍繞被測短波發射天線按照所述飛行路徑對場強信號及飛行位置的GPS數據進行采集；

(2)導出采集的數據執行處理，利用空間譜處理完成所述被測短波發射天線的誤差校正因子的計算。

7.如權利要求6所述的短波發射天線三維立體方向圖空中移動測量方法，其特征在于，對所述采集的場強信號E_r執行校正，執行校正的過程如下：

E＝E_r+K+L_f(dBμV/m)

其中：E為校正后場強值；K為天線系數，單位為dB；L_f為采集所述場強信號所利用的裝置內的連接電纜損耗值，單位為dB。

8.如權利要求7所述的短波發射天線三維立體方向圖空中移動測量方法，其特征在于，所述飛行位置的GPS數據在處理時經過基準站的校正從而獲得采集所述場強信號的精確位置。