[发明专利]测向接收装置及测向系统

说明书

本发明提供了一种测向系统及其测向接收装置，其中，测向接收装置包括天线阵及有源接收机，所述天线阵包括多个双锥全向天线，所述多个双锥全向天线沿圆周均匀排布并限定出至少两种长度的测向基线，且用于在接收到来波信号时其中一个天线提供参考信号，其余天线提供干涉信号；所述有源接收机与所述天线阵连接，用于顺次选通干涉信号并将干涉信号与参考信号合路输出至信号处理装置中，以供信号处理装置计算并确定来波方向。本发明通过采用双锥全向天线作为天线阵的阵元，可以很大程度上缩小接收装置的尺寸、减小其重量，并且具有较大的带宽。

技术领域

本发明涉及无线电测向技术领域，具体而言，本发明涉及一种测向接收装置及测向系统。

背景技术

无线电测向是根据无线电磁波的传播性质，通过测向设备接收和计算出无线电磁波的波达方向。由于无线电测向属于无源工作，隐蔽性好，因而在通信领域占据重要地位。无线电测向仪基于测向原理的不同有振幅法测向、相位法测向、瓦特原理测向、多普勒测向、时差法测向以及相关干涉仪等方法。

干涉仪测向中，通过计算天线间的接收信号相位差来推算出信号的入射方向，原理简单明了，运算量较小，测向精度高。利用这种技术进行测向时，能够全方位测量出一个信号的方向。干涉仪测向体制中包括相位干涉仪测向、相关干涉仪测向两种。相位干涉仪测向为了可以确定来波方向，要求具有一致的幅相特性，特别是要求好的相位一致性，因而对硬件要求比较高，同时高频率处的信号测向易产生测向模糊。而相关干涉仪测向系统在全方位的范围内，对信号进行相关算法的运算，通过求得相关系数最大值来测量出信号的方向。相关干涉仪测向的优点是运算量小，测向处理速度快、精度高，通过信号的相位数据与样本库的数据作相关运算，解决相位干涉仪的问题，从而大大提高了测向准确度，而且不需要对天线的最小孔径进行限制，可以抵抗一定的波前失真，对极化误差不敏感。

测向天线系统包含天线阵元和有源接收机两部分：天线阵元包含若干个全向辐射单元，辐射单元通常由偶极子天线构成，由五个或八个阵元组成圆阵构成干涉仪天线阵列；有源接收机集成了电子罗盘、GPS定位模块以及射频衰减、移相开关网络。电子罗盘提供磁北方向，GPS模块提供当前天线所在坐标，射频接收模块能够对接收的阵列天线信号进行阵列运算和信号处理。相关干涉仪测向技术被广泛应用于军事通信定位、无线电频谱监测、电子对抗和国家安防等。

现有的相关干涉仪测向技术中，测向天线采用偶极子天线，偶极子天线带宽窄，尺寸大；偶极子天线宽带匹配较差，偏离中心频率较远时驻波接近全反射，为确保信号接收需采用天线与有源放大电路一体设计，技术较为复杂；测向天线内部结构尺寸较大，天线和有源电路部分使用大量金属材料导致重量较大。

发明内容

本发明的首要目的旨在提供一种尺寸小、重量轻的测向接收装置。

本发明的另一目的旨在提供一种应用上述测向接收装置的测向系统。

第一方面，本发明提供了一种测向接收装置，包括天线阵及有源接收机，所述天线阵包括多个双锥全向天线，所述多个双锥全向天线沿圆周均匀排布并限定出至少两种长度的测向基线，且用于在接收到雷达信号时其中一个天线提供一个参考信号，其余天线提供干涉信号；所述有源接收机与所述天线阵连接，用于接收天线阵的所述参考信号和干涉信号，并基于相关算法获得雷达信号的入射方向。

优选地，所述有源接收机包括依次连接的射频开关、移相器及合路器，用于提供参考信号的双锥全向天线与合路器的一个输入端口连接，用于提供干涉信号的其余双锥全向天线分别与射频开关的输入端口连接，射频开关的输出端口连接于移相器的输入端，移相器的输出端连接于合路器另一个输入端口，所述合路器的输出端口用于与信号处理装置电连接。

优选地，所述有源接收机还包括数控衰减器，其连接于移相器与合路器之间。

优选地，所述有源接收机设有与所述多个双锥全向天线一一对应的多个混频器，用于将各天线接收的信号下变频为中频信号输出。