[發(fā)明專(zhuān)利]一種寬頻帶高精度測(cè)向天線陣列全方位遍歷方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010786193.3
• 申請(qǐng)日: 2020-08-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112034417A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史治國(guó);陳劍鋒;單國(guó)峰;高承醒
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江大學(xué);浙江歐軟低空防務(wù)技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01S3/46
• 分類(lèi)號(hào): G01S3/46;G01S3/04
• 代理公司: 杭州求是專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜

本發(fā)明公開(kāi)了一種寬頻帶高精度測(cè)向天線陣列全方位遍歷方法。該方法在環(huán)境中均勻布置的若干個(gè)天線陣列的面線陣，通過(guò)天線陣列中的單個(gè)線陣探測(cè)時(shí)，需用電子開(kāi)關(guān)關(guān)閉其他面線陣以降低干擾，而后根據(jù)需要探測(cè)的信號(hào)頻段的中心頻率，由本地產(chǎn)生一個(gè)參考信號(hào)，根據(jù)天線接收的信號(hào)與本地參考信號(hào)進(jìn)行比較相位差，在事先利用“暗室標(biāo)定+現(xiàn)場(chǎng)校正”方式建立的樣本表中查詢(xún)以獲得覆蓋范圍內(nèi)的來(lái)波方向；通過(guò)依次遍歷所有面線陣實(shí)現(xiàn)360°的全方位偵測(cè)測(cè)向；在現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯門(mén)陣列(FPGA)上部署該天線陣列，加快天線陣列的遍歷速度，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)可實(shí)現(xiàn)多面線陣對(duì)多個(gè)頻段的同時(shí)測(cè)向、同時(shí)查表。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及低空無(wú)人機(jī)偵測(cè)防御領(lǐng)域，具體而言，涉及一種寬頻帶高精度測(cè)向天線陣列全方位遍歷方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，無(wú)人機(jī)，尤其是民用無(wú)人機(jī)的快速普及，導(dǎo)致與無(wú)人機(jī)相關(guān)的黑飛、濫飛事件頻發(fā)，使得對(duì)低成本航空無(wú)人機(jī)監(jiān)視與反制技術(shù)的需求日益加劇。目前，針對(duì)無(wú)人機(jī)的檢測(cè)與反制手段主要包括雷達(dá)、射頻、視頻及音頻四種方式。其中，基于射頻天線的技術(shù)手段是通過(guò)被動(dòng)接收空中無(wú)人機(jī)與地面的控制及圖傳信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)的檢測(cè)定位及反制，具體包括幅度比較方法、干涉儀、多普勒、到達(dá)時(shí)間差、空間譜估計(jì)等，其中基于相位的干涉儀方式測(cè)向精度高、性能最佳。然而，基于相位的無(wú)人機(jī)偵測(cè)測(cè)向技術(shù)，容易受頻譜帶寬，城市多徑效應(yīng)，同頻干擾等復(fù)雜因素的影響。如何減小上述因素的干擾，實(shí)現(xiàn)寬頻帶、高精度、全方位的測(cè)向，是本發(fā)明希望解決的問(wèn)題。

需要說(shuō)明的是，在上述背景技術(shù)部分公開(kāi)的信息僅用于加強(qiáng)對(duì)本公開(kāi)的背景的理解，因此可以包括不構(gòu)成對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種寬頻帶高精度測(cè)向天線陣列全方位遍歷方法，實(shí)現(xiàn)測(cè)向天線陣列的360°全方位偵測(cè)測(cè)向任務(wù)。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：一種寬頻帶高精度測(cè)向天線陣列全方位遍歷方法，具體步驟如下；

(1)布置天線陣列，包括均勻布置的若干個(gè)面線陣，所有面線陣總計(jì)覆蓋360°的范圍；

(2)在無(wú)噪聲環(huán)境下，利用步驟(1)布置的天線陣列偵測(cè)不同入射頻率、入射方向下的信號(hào)，得到信號(hào)對(duì)應(yīng)的基線相位差。將信號(hào)的入射頻率、入射方向與基線相位差結(jié)合建立樣本表；

(3)在現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定時(shí)對(duì)步驟(2)建立的樣本表通過(guò)使用探測(cè)頻段內(nèi)的頻率，隨機(jī)選取信號(hào)的入射方向進(jìn)行校正補(bǔ)償，以建立最終的樣本表。

(4)根據(jù)需要探測(cè)的信號(hào)頻段的中心頻率，在本地生成一個(gè)參考信號(hào)，根據(jù)天線陣列中的單個(gè)面線陣接收到的信號(hào)與本地參考信號(hào)比較相位差，根據(jù)步驟(3)建立的樣本表，將實(shí)際測(cè)得的相位差與樣本表中的各個(gè)樣本依次進(jìn)行匹配，匹配距離最近的樣本方向即為該面線陣覆蓋范圍內(nèi)的來(lái)波方向。

(5)根據(jù)步驟(4)的過(guò)程，依次遍歷天線陣列中的所有面線陣，實(shí)現(xiàn)360°全方位的偵測(cè)測(cè)向。

進(jìn)一步地，通過(guò)電子開(kāi)關(guān)切換各個(gè)面線陣，每次僅有單個(gè)面線陣工作，屏蔽其他面線陣的信號(hào)，以降低干擾。

進(jìn)一步地，通過(guò)在現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯門(mén)陣列(FPGA)上部署天線陣列，可加快天線陣列的遍歷速度，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)可實(shí)現(xiàn)多面線陣對(duì)多個(gè)頻段的同時(shí)測(cè)向、同時(shí)查表。

進(jìn)一步地，由于各個(gè)天線到處理單元的傳輸線相位不同，因此，需在本地收發(fā)產(chǎn)生一參考信號(hào)，對(duì)于每個(gè)天線接收到的信號(hào)，需與對(duì)應(yīng)的參考信號(hào)比較來(lái)得到相位差，以排除各天線到處理單元傳輸線的相位不同的影響。