[发明专利]测向天线及测向方法

说明书

本发明提供一种测向天线及测向方法，包括：射频辐射单元阵列、相位切换单元、功分网络和输出接口；其中，射频辐射单元阵列包括至少三组射频辐射单元；射频辐射单元阵列中一组射频辐射单元通过相位切换单元和功分网络连接，其他射频辐射单元直接与功分网络连接；功分网络与输出端口连接；相位切换单元具有两种切换状态，一种切换状态下相位切换单元的输入和输出之间的相位变化值相较于另一种切换状态下相位切换单元的输入和输出之间的相位变化值的变化量为180°，以使测向天线在一种切换状态下产生单主瓣波束的方向图，在另一种切换状态下产生劈裂波束的方向图。本发明结构简单、体积小，兼顾测向灵敏度和精确度。

技术领域

本发明属于无线电测向技术领域，尤其涉及一种测向天线及测向方法。

背景技术

目前，无线电技术得到迅速发展，无线电测向作为无线电监测、技术侦查和电子对抗的一项重要技术手段，已得到业界越来越多的关注。根据测向原理的不同，测向方法可分为幅度法、相位法、多普勒法、时间差法和空间谱估计法等。

无线电测向设备使用天线来寻找信标或者信号源，测向天线是无线电测向设备的重要组成部分，测向天线的性能尤其是方向图性能决定了无线电测向设备的灵敏度。现有测向技术中通常采用锐方向性的天线波束，如采用八木天线、抛物面天线、相控阵天线等窄波瓣天线。通常衡量天线方向性的指标为方向图的半功率波瓣宽度，即在方向图上最大辐射方向的两侧，辐射或接收功率下降3dB的两个方向的夹角。锐方向性指的是半功率波瓣宽度极小。半功率波瓣宽度越小，意味着需要天线辐射单元越多，天线结构越复杂、体积越大、成本越高。

在测向方法中，幅度法由于结构简单、性能稳定等优点而被广泛运用于无线电测向领域。幅度法按幅度信息利用方式的不同，可细分为最大信号法、最小信号法和幅度比较法。其中，最大信号法测向虽然测向接收灵敏度高，但对天线的锐方向性要求较高。由于定位精度和半功率波瓣宽度具备线性关系，如果半功率波瓣宽度较宽，则测向精确度不高，因为天线的方向图在最大增益角度附近变化平缓，对角度变化不敏感；如果需要半功率波瓣宽度较窄，则要求天线辐射单元更多。而最小信号法虽然测向精确度较高，但测向灵敏度不高，因为定向天线方向图在最小增益角度附近变化剧烈，但此处天线增益低，不利于信号的接收。幅度比较法中幅度的比较由电路实现，对部件的一致性要求高，调试难度大。

发明内容

为克服上述现有的测向天线需要很多辐射单元，测向灵敏度和精确度不能兼顾问题或者至少部分地解决上述问题，本发明实施例提供一种测向天线及测向方法。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种测向天线，包括射频辐射单元阵列、相位切换单元、功分网络和输出接口；

其中，所述射频辐射单元阵列包括至少三组射频辐射单元；

所述射频辐射单元阵列中一组射频辐射单元通过所述相位切换单元和所述功分网络连接；

所述射频辐射单元阵列中除所述一组射频辐射单元以外的其他射频辐射单元直接与所述功分网络连接；

所述功分网络与所述输出端口连接；

所述相位切换单元具有两种切换状态，一种所述切换状态下相位切换单元的输入和输出之间的相位变化值相较于另一种所述切换状态下相位切换单元的输入和输出之间的相位变化值的变化量为180°，以使所述测向天线在一种所述切换状态下产生单主瓣波束的方向图，在另一种所述切换状态下产生劈裂波束的方向图。

优选地，所述相位切换单元以双刀双掷方式进行切换。

优选地，所述相位切换单元包括双刀双掷开关和两个射频支路；

一个所述射频支路的输入端口和输出端口之间的相位变化值相较于另一个所述射频支路的输入端口和输出端口之间的相位变化值的变化量为180°；

两个所述射频支路相互独立，相互隔离；