[发明专利]一种短波接收天线三维立体方向图空中移动测量系统及方法有效

专利信息
申请号: 201710259329.3 申请日: 2017-04-20
公开(公告)号: CN107179449B 公开(公告)日: 2019-09-20
发明(设计)人: 罗勇;高俊;向奕雪;李丽华;付天晖;陈斌 申请(专利权)人: 中国人民解放军海军工程大学
主分类号: G01R29/10 分类号: G01R29/10
代理公司: 武汉东喻专利代理事务所(普通合伙) 42224 代理人: 张英
地址: 430033 湖北*** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 短波接收 射频信号 天线 子模块 三维立体方向图 天线方向图 采集模块 测量系统 空中移动 预处理 环形天线辐射 数字波束形成 处理子模块 空间谱估计 预处理模块 标准方向 发射终端 功率信号 接收天线 无人平台 小型功率 因子计算 自动检测 空间谱 实时性 图计算 全向 校对 测量 存储 测试 评估
【说明书】:

发明公开了短波接收天线三维立体方向图空中移动测量系统及方法,系统包括由环天线、小型功率发射终端、射频信号采集模块和无人平台等部分;计算上包括射频信号预处理模块、标准方向图计算子模块、空间谱处理子模块、数字波束形成子模块以及接收天线校对因子计算子模块。本发明采用全向环形天线辐射功率信号,采用采集模块测量并存储射频信号,并对射频信号进行预处理,再通过空间谱估计技术对信号进行进一步处理,最后在无人平台上进行测试。本发明为短波接收天线方向图的评估提供了指标,能够在不影响短波接收天线实时性和有效性的前提下,实现天线方向图的自动检测,具有设备简单、操作方便的特点。

技术领域

本发明属于短波接收天线空中移动测量领域,具体涉及一种短波接收天线三维立体方向图空中移动测量方法。

背景技术

短波接收天线搭建好后,天线真实的辐射方向图一直是用户希望能够得到的,因为通过方向图能够非常直观的掌握天线的真实效能。频率高的通信天线由于波长短、体积小,一般可以在微波暗室精确测量,而短波天线的方向图尤其是其三维立体方向图的测量一直是领域的一个难题,目前仍依赖计算机仿真结果。到目前为止,还没有一种方法能够在野外条件下实现对短波接收天线三维立体方向图的测量与绘制。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本发明提供了一种适合短波接收天线三维立体方向图空中移动测量的实现方法。通过将小型功率发射设备安装在无人平台上,采用全向环形天线对天线进行辐射,由安装在收信天线根部的测试终端对天线上感应到的射频信号进行检测,根据测量环境设置无人平台不同的飞行路径,建立相应的立体空间模型实时对所测得的数据进行校正,最终实现完整、真实的绘制出短波接收天线野外条件下的三维立体方向图。

为实现上述目的,按照本发明的一个方面,提供了一种短波接收天线三维立体方向图空中移动测量系统,其特征在于,该系统包括无人机、功率发射设备及检测控制管理与数据处理终端,其中所述功率发射设备安装在所述无人机上,沿所述检测控制管理与数据处理终端设计的航线在测试场地上空飞行,采用全向环形天线对被测短波接收天线进行辐射,安装在所述被测短波接收天线根部的检测控制管理与数据处理终端对接收的数据进行处理;

所述功率发射设备包括ARM系统主控模块、第一无线网络单元、功率放大模块、射频产生模块以及供电模块,其中所述ARM系统主控模块实现所述功率发射设备的总控制,所述第一无线网络单元实现与所述检测控制管理与数据处理终端实现通信,所述射频产生模块产生的测试发射功率通过所述功率放大模块放大后经由所述全向环形天线发出;

所述检测控制管理与数据处理终端包括与所述功率发射设备通信的第二无线网络单元,及与所述被测短波接收天线相连的射频信号采集模块,测试数据分析处理模块从所述射频信号采集模块中采集数据,执行分析后发送于测试数据存储记录报表模块中生成测试报表,其中检测主控模块对所述检测管理与数据处理终端实现总控制。

进一步地,所述检测控制管理与数据处理终端还包括无人机地面站,所述无人机监测飞行轨迹规划模块与所述检测主控模块通信,实时监测所述无人机的飞行。

进一步地,所述射频信号采集模块电压测试范围为0-120dBμV。

进一步地,所述测试数据存储记录报表模块中包括场形图绘制子模块,对所述射频信号采集模块采集的场强数据进行可视化的绘制,生成水平场形图、垂直场形图。

进一步地,所述测试数据分析处理模块中还执行所述被测短波接收天线的标准方向图的生成,并且依据所述射频信号采集模块采集的信号生成所述被测短波接收天线的实际方向图,获得所述被测短波接收天线的校正因子。

本发明还公开了一种利用所述系统执行短波接收天线三维立体方向图空中移动测量的方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:

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