[發明專利]一種單射頻通道二維無線電測向系統

在審

• 申請號: 201710939221.9
• 申請日: 2017-10-10
• 公開（公告）號: CN107861095A
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 賀沖;陳靖峰;金榮洪;朱衛仁;梁仙靈;耿軍平;狄慧;曹岸杰;張偉夫;吳澤鵬
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01S3/14
• 分類號: G01S3/14
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明屬于天線工程技術領域，特別涉及一種使用單射頻通道實現對無線電進行二維測向的系統。

背景技術

無線電測向在移動通信、導航、電子偵察等領域均有著廣泛的應用。典型的無線電測向方法包括比幅法(例如沃森瓦特測向機、愛德考克測向機)、比相法(例如相位干涉儀方法及相關干涉儀方法)、空間譜估計方法、時差估計方法等。這些方法均使用了多個射頻通道，硬件結構復雜。另外，其測向精度受通道之間的幅相不一致性影響較大。

傳統的單通道測向方法包括多普勒測向方法等。其不足之處在于為實現較高的測向精度，要求天線陣列的規模較大，且該方法難以對多個信號目標進行同時測向。中國專利(申請號201610461552.1)公開了一種多天線單通道的最優化比幅無線電測向系統，該系統利用最少三個天線單元，通過比幅方法及最優化方法進行測向。其不足之處是僅實現一維測向，且所使用的算法的復雜度較高。

目前沒有發現同本發明類似技術的說明或報道，也尚未收集到國內外類似的資料。

發明內容

針對現有技術中存在的上述不足，本發明的目的是提供一種單射頻通道二維無線電測向系統，該系統克服了現有技術的缺陷，簡化了無線電測向設備的結構，降低可測向設備的成本。

本發明是通過以下技術方案實現的。

一種單射頻通道二維無線電測向系統，包括：

天線陣列1，所述天線陣列1為四個，四個天線陣列1均布于同一圓周上，用于接收無線電信號；

單刀四擲射頻開關2，與四個天線陣列1相連接，用于周期性切換接收射頻通道到四個天線陣列1上；

低噪聲放大器3，與單刀四擲射頻開關2相連接，用于對接收到的無線電信號進行低噪聲放大；

混頻器4，用于將接收到的無線電信號從射頻下變頻至中頻；

射頻本振5，分別與混頻器4和低噪聲放大器3相連接，用于為混頻器4提供本振參考信號；

低通濾波模塊6，與射頻本振5相連接，用于對混頻后的信號進行濾波，并抑制經過混頻器4后產生的高頻信號；

模數轉換模塊7，與低通濾波模塊6相連接，用于將下變頻后的模擬信號轉換為數字信號；

信號處理及控制模塊8，用于控制單刀四擲射頻開關2的狀態，并對模數轉換模塊7得到的數字信號進行頻譜分析，估計無線電入射方向。

優選地，還包括輸出顯示模塊9，所述輸出顯示模塊9與信號處理及控制模塊8相連接，用于顯示所估計出的無線電入射方向信息。

優選地，利用單刀四擲射頻開關周期性地調制天線陣列1上無線電信號的接收。

優選地，所述單刀四擲射頻開關的工作過程為：

設各天線陣列上接收的信號為載頻為F_c的單頻信號，由于單刀四擲射頻開關的周期性調制，經單刀四擲射頻開關后會產生載頻為F_c的基波分量，以及載頻為F_c±kF_p的諧波分量；其中k為諧波的階數，F_p為射頻開關的切換頻率。

優選地，設天線陣列接收的信號的帶寬為B，為避免產生的諧波分量之間的信號混疊，應滿足條件：F_p＞B。

優選地，所述信號處理及控制模塊，包括單片機和信號處理單元；其中：

所述單片機用于控制信號處理單元；

所述信號處理單元通過輸出邏輯電平控制單刀四擲射頻開關在四個天線陣列上周期性地切換，并分析經周期調制后產生的基波分量與諧波分量的特征，計算無線電信號的入射方向。

優選地，所述信號處理單元通過輸出邏輯電平控制單刀四擲射頻開關在四個天線陣列上周期性地切換的方法為：

設T_p為一個調制周期，則接通第一個天線陣列的時間段為(0，T_p/4]，接通第二個天線陣列的時間段為(T_p/4，T_p/2]，接通第三個天線陣列的時間段為(T_p/2，3T_p/4]，接通第四個天線陣列的時間段為(3T_p/4，T_p]。

優選地，所述信號處理單元分析經周期調制后產生的基波分量與諧波分量的特征，計算無線電信號入射方向的方法為：