[發明專利]一種用于北斗導航的探空系統處理裝置

在審

• 申請號: 201710416530.8
• 申請日: 2017-06-06
• 公開（公告）號: CN107367774A
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 宋琪;舒航;王威;鄧禹;張家巍;宋旋;徐盼盼
• 申請（專利權）人: 蕪湖航飛科技股份有限公司
• 主分類號: G01W1/08
• 分類號: G01W1/08;G01S13/95
• 代理公司: 北京元本知識產權代理事務所11308
• 代理人: 范奇

技術領域

本發明涉及雷達探測技術領域，具體地，涉及用于北斗導航的探空系統處理裝置。

背景技術

氣象雷達探空系統用于探測球載探空儀，接收探空儀信號，并對探空儀進行測向和跟蹤，隨著對氣象預測的實時性和準確性需求逐漸加大，需要在不同時段進行多個探空儀施放，同時由于探空的電磁環境的也越來復雜，給地面對探空儀的探測性能帶來了極大挑戰。

現階段，北斗導航需要用到雷達來發送信號，需要對信號進行傳輸處理。然而現階段的波束切換技術是利用波束切換方式的天線，一般由7個波束天線構成，水平6個波束天線角度60°，天頂一個波束，所以通常不大。

一般在工作時，對于一個儀，眾多天線中，只有一個波束天線是出于工作狀態的。當用戶更換，或用戶位置轉移時，天線系統會根據情況更換波束天線指向，即停掉之前的波束天線，然后讓另一個角度正確的波束天線繼續工作。但該技術仍然只能同時處理一個儀，且不能實現抗干擾功能，不利于普及應用。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于北斗導航的探空系統處理裝置，該用于北斗導航的探空系統處理裝置克服了現有技術中的只能同時處理一個儀，且不能實現抗干擾的功能，保證波束寬度滿足側向精度為3度要求。

為了實現上述目的，本發明提供了一種用于北斗導航的探空系統處理裝置，該探空系統處理裝置包括依次連接的以下模塊：七陣元陣列天線、模擬下變頻處理板和自適應數字波束形成處理板；其中，所述七陣元陣列天線將接收到的探空儀射頻信號發送至所述模擬下變頻處理板，所述模擬下變頻處理板對所述探空儀射頻信號處理轉化為模擬中頻信號并發送至所述自適應數字波束形成處理板，所述自適應數字波束形成處理板對所述模擬中頻信號進行干擾抑制，并輸出以用于探空儀信號解析。

優選地，所述七陣元陣列天線包括：七個圓極化天線，所述七個圓極化天線組成均勻面陣。

優選地，所述七個圓極化天線中相鄰兩個圓極化天線的間距為半波長。

優選地，六個圓極化天線均勻分布于以所述半波長為半徑的圓上；剩余的一個圓極化天線布置于圓心所在位置。

優選地，所述模擬下變頻處理板包括依次連接的以下部件：低噪聲放大器、模擬濾波器和模擬下變頻器；其中，所述低噪聲放大器接收所述探空儀射頻信號，并將所述探空儀射頻信號放大得到信號A，所述模擬濾波器過濾放大后的所述探空儀射頻信號得到信號B；所述模擬下變頻器將信號B轉化為模擬中頻信號。

優選地，所述自適應數字波束形成處理板包括依次連接的以下部件：AD 采樣模塊、通道校正模塊、信號方位解算模塊、干擾抑制模塊和數模轉換模塊；其中，所述AD采樣模塊將模擬中頻信號采樣轉換為數字中頻信號；所述通道校正模塊對數字中頻信號進行信號校正；所述信號方位解算模塊利用 MUSIC算法對多個探空儀進行測向和跟蹤；所述干擾抑制模塊對無用干擾信號利用時聯合處理的正交投影類算法進行自適應抑制得到信號C，并形成多波束方向圖探測多個儀；所述數模轉換模塊將信號C轉換成模擬中頻信號并將所述模擬中頻信號輸出用于探空儀信號解析。

優選地，在所述低噪聲放大器之前設置有高性能窄帶帶通濾波器。

優選地，所述AD采樣模塊采用高速雙通道模數變換器。

通過上述的實施方式，克服了現有技術中的只能同時處理一個儀，且不能實現抗干擾的功能，采用七陣元天線陣列設計，保證波束寬度滿足側向精度為3度要求，利于對探空儀信號最大匹配接收，利于普及及應用。

本發明的其他特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本發明，但并不構成對本發明的限制。在附圖中：

圖1是說明本發明的一種用于北斗導航的探空系統處理裝置的系統結構示意圖；

圖2說明本發明的一種用于北斗導航的探空系統處理裝置的七陣元天線陣列利用HFSS仿真軟件構造的3D模型圖；

圖3說明本發明的一種用于北斗導航的探空系統處理裝置的七陣元天線陣列電壓駐波比(VSWR)圖；

圖4說明本發明的一種用于北斗導航的探空系統處理裝置的天線單元中心頻點的增益方向圖；

圖5說明本發明的一種用于北斗導航的探空系統處理裝置的模擬下變頻處理板射頻組件單路通道原理框圖；

圖6說明本發明的一種用于北斗導航的探空系統處理裝置的中頻濾波器性能仿真圖；

圖7說明本發明的一種用于北斗導航的探空系統處理裝置的自適應數字波束處理板設計框架圖；