[发明专利]一种抗干扰高精度天馈系统多驻波点定位系统

说明书

技术领域

本发明涉及无线电通信、导航、电台及雷达等领域，主要用于其地面天馈系统故障断点定位及驻波比测试。

背景技术

无线电通信、导航、电台及雷达地面天馈系统，往往由于天线架设较高、电缆较长，测试人员不便于爬高逐点就近检查，需要一种通过地面近端连接驻波比测试的装置对整个天馈系统故障断点定位及性能评估。由于天馈系统的开放性(随时有各种干扰信号通过天线输入)，检测系统需要具有较强抗干扰性；其次有时天馈系统电缆中间经过多段转接，正常情况下也有多个驻波点，中间转接头易故障形成较大反射点，因此通过近端驻波比测试实现整个天馈系统性能评估难度较大。

目前市场上天馈系统检测仪均为通过脉冲信号比幅测量原理进行驻波比测试，通过对发射脉冲信号和反射的脉冲信号检波幅度比进行驻波比测量，而通过发射脉冲信号和反射的脉冲信号延时间隔进行断点定位测量，要实现驻波点最小间隔米级，脉冲宽度须小于十纳秒级，相邻驻波点反射信号才可以区分；要实现定位精度优于米级，脉冲前沿也须小到纳秒级，因此信号带宽约需几百兆赫兹，存在的主要不足包括：

(1)简单的脉冲比幅，抗干扰能力差；

(2)通过脉冲前沿定位，精度不高；

(3)无法测量多驻波点天馈系统；

(4)脉冲前沿与脉冲宽度太小，发射电路实现困难。

通过对国内一款典型的天馈驻波比测试仪器(型号：AV3824A)实验室测试印证了以上前三点不足。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种时频二项伪随机三角线性调频连续波测距技术，利用雷达调频连续波近距测距原理进行驻波比测试，在三角线性调频连续波近距测距实现原理上进行了工程改进，确保开放式天馈系统外场抗干扰应用，提高抗干扰性，确保外场复杂电磁环境下应用，实现了天馈系统故障断点定位及驻波比测试。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

1)根据驻波比点最小间隔及定位精度要求，设计三角线性调频连续波信号带宽及调频周期，距离分辨率C为电磁波传输速度，ΔB为调频带宽；定位距离f_b为差拍频率，T_m为调频信号周期；对设计的波形采用2.5倍最高频率采样建立波形库，在发射信号期间调取波形库数据，通过高速D/A转换器数字化产生发射的三角线性调频连续波信号；发射信号期间，根据时频二项伪随机设置发射频率和发射间隙，即调频连续波中频载频频率随工作间隔随机变化，每发射完一个扫描周期设置一工作间隔，工作间隔随机变化；

2)通过耦合器耦合接收回波信号，结合时频二项伪随机控制电调滤波器进行抗干扰滤波，最后对发射信号和回波信号混频，输出差频信号；

3)对差频信号进行滤波、放大及A/D采样，采样速率1GHz以上；

4)对采样结构进行256项滤波降速及128点FFT运算，获取差频频率；经过10次扫频处理获取驻波比及驻波点位置稳定数据，其中Γ为反射参量，即反射电压与入射电压的比；根据检测到的入射端入射信号功率和反射信号功率，推算驻波点的驻波比，通过解算差频信号频率获取天馈系统驻波点定位距离。

本发明的有益效果是：

(1)提出了利用雷达调频连续波近距测距技术，在小功率发射下实现了无线电通信、导航、电台及雷达地面天馈系统高精度、多驻波及断点检测需求。

(2)根据工程应用特点，对雷达调频连续波近距测距技术进行了改进，发明了时域、频域伪随机变化的三角线性调频连续波测距技术，同时结合电调滤波器的巧妙使用，解决了开放式天线系统雷达调频连续波近距测距技术抗干扰能力，确保了本发明“时频二项伪随机三角线性调频连续波驻波点定位”技术在外场复杂电磁环境下工程可用性。

附图说明

图1是调频连续波驻波比测试FPGA中信号处理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。

本发明利用雷达调频连续波近距测距原理，设计了一种天馈系统故障断点定位及驻波比测试方法。

调频连续波近距测距原理：系统利用在时间上改变频率的发射信号与目标反射的回波信号频率差测量目标距离，目前主要采用三角线性调频连续波原理测距。

调频连续波近距测距优点：

(1)无测距盲区：由于调频体制收发同时工作，不像脉冲测距需在发射期间关闭接收机，所以不存在测距盲区；