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專利名稱：高精度多波束比幅測向系統的制作方法
技術領域：
本發明是屬無線電測向技術領域。
電子偵察技術應用極廣，當前采用較廣泛的是比幅測向技術，其工作原理如

圖1所示，有兩個或多個天線接收單元A接收的信號經比幅運算C即進入中央計算機5顯示出被測物方位。當天線的工作頻率、口徑等幾何參數確定后，天線波瓣數量與寬度就是確定的。
在理想的天線波瓣寬度下，兩個波瓣相交交角的交點電平為-3dB，但比幅測向的電子偵察系統工作在寬頻帶內，在低頻端，波瓣交角電平高于-3dB，相鄰兩波瓣值比幅因斜率太低而影響角分辨率。這樣給測向帶來較大誤差。同樣，在高頻端波瓣交角的電平遠遠小于-3dB，也一樣帶來大的測量誤差。一般2～8GHz范圍內測向精度大于2度。如果在2GHz以下則精度更低。為了解決工作寬帶與測向精度之間的制約性，通常采用壓縮分系統工作頻帶。增加分系統數量等方法來提高測向精度，這樣不僅增加測向系統的復雜性，也大大增加成本，而且使系統變得龐大笨重，如想要在飛行器上應用則極為困難。
本發明目的是提供一種應用數值整形原理的波瓣數值處理技術，達到提高測向精度不大于1度或更高。
本發明技術方案如圖2所示，在每個天線接收單元A后面新增波瓣數值處理單元B，其原理是在某一工作頻率時，兩波瓣交角點的電平值可測知，即能計算出整個天線各波瓣之間整形值Xi，而這個整形值Xi與其交角點的電平值之積應是-3dB，如果波瓣交點電平是一樣的，這樣整形值Xi便是常數，在一般情況下，波瓣交點的電平是不等的，可用增益最高的波瓣來歸一化，采用增益差值△Gi，當增益差值△Gi最高時△Gi=0，其余的△Gi＜0，這樣實行數值整形后，應用(Ei+｜△Gi｜)×Xi(dB)-(Ei-1+｜△Gi-1｜)×Xi-1(dB)，(其中Ei、Ei-1是相鄰兩路同時收到某個頻率信號的強度)進行比幅運算即在波瓣寬度保持恒定，波瓣最大幅度值不變情況下，可獲得高的測向精度。
本發明的技術方案，不是只適合于單一的水平極化電磁波，也適合于垂直極化電磁波與斜極化電磁波。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明圖1、比幅測向技術工作方框圖；圖2、高精度多波束比幅測向系統工作方框圖；圖3、高精度多波束比幅測向系統實施例圖；圖4、模擬實驗系統圖；圖5、原始方向圖；圖6、整形后的方向圖；圖7、比幅測向特性曲線；圖8、以5GHz為比幅測向特性曲線誤差分布。
圖中A、天線接收單元；B、波瓣數值處理單元；C、比幅運算單元；1、A/D模數轉換器ADC0809；2、CPU8051；3、鎖存器74LS373；4、CPU8051；5、中央計算機；6、信號源HP83640A；7、發射天線2～8GHz寬帶喇叭；8、高精度多波束比幅測向系統。
本發明具體實施例如圖3所示，有兩個具有測量放大器與信號保持功能的天線接收單元A輸出的信號進入波瓣數值處理單元B的A/D模數轉換器1的iN0-iN7腳，由DB0-DB7腳輸出，進入CPU2的P0.1～P0.7腳由OE、ALE、START連接CPU2 RD1、P2.2，WR。由CLK連接CPU 2、ALE、A、B、C共同接地。CPU 2的P1.0～P1.7輸到比幅運算單元(C)的鎖存器3的D0～D7，由WR、P2.1兩腳，一方面輸到鎖存器3的a腳，同時進入CPU4的INT腳，由INT0連接CPU4P2.2由P3.0連接中央計算機5，經比幅運算單元C的運算，最后由中央計算機5顯示出被測物的精確位置。
本發明在專業微波測量室進行模擬實驗，如圖4所示，天線(發射與接收)共三只是2～8GHz寬帶喇叭，其中兩個接收天線喇叭指向夾角為22.5度。
實驗結果的情況見圖5～圖8。
模擬實驗獲得比較滿意的結果，若采取進一步措施，可獲得多極化，任何頻段精度為不大于1度(0.5左右)的高精度任何頻段測向系統。
由于提高了測向精度，就不需要成倍增加天線支路，節約了成倍的接收設備，特別是昂貴的寬帶接收機等，降低了成本，減輕了系統重量與體積，為在飛行器上應用創造了可能性。
權利要求
1.由天線接收單元(A)、比幅運算單元(C)及中央計算機(5)組成的高精度多波束比幅測向系統，其特征是波瓣數值處理單元(B)應用整形值Xi及增益差值△Gi的(Ei+｜△Gi｜)×Xi(dB)-(Ei-1+｜△Gi-1｜)×Xi-1(dB)進行的比幅運算。
2.根據權利要求1所述，高精度多波束比幅測向系統，其特征是波瓣數值處理單元(B)是由A/D模數轉換器(1)，CPU(2)組成；連接方式是由天線接收單元(A)來的信息進入A/D模數轉換器(1)的iN0～iN7腳，由DB0～DB7腳輸出，進入CPU(2)的P0.0～P0.7，由OE、ALE、START連接CPU(2)RD、P2.2、WR。由CLK連接CPU(2)、ALE、A、B、C共同接地。CPU(2)的P1.0～P1.7輸到比幅運算單元(C)的鎖存器(3)的D0～D7，由WR、P2.1兩腳一方面輸到鎖存器(3)的a腳，同時進入CPU(4)的INT腳由INT0連接CPU(4)，P2.2由P3.0連接中央計算機(5)。
全文摘要
高精度多波束比幅測向系統是在原有的天線接收單元A、比幅運算單元C及中央計算機5的基礎上增設了波瓣數值處理單元B,采用數值整形原理,使波瓣寬度保持恒定,波瓣最大幅度值不變的情況下,應用(見式),進行比幅運算,可精確測定目標經進一步處理,精度在1度以下,以同樣測量精度,可大量節約設備的投入,減輕系統體積與重量,為能在飛行器上應用,創造了條件。
文檔編號G01S3/02GK1299062SQ0012056
公開日2001年6月13日 申請日期2000年11月9日 優先權日2000年11月9日
發明者付賢榮 申請人:付賢榮