無線電監(jiān)測(cè)測(cè)向天線系統(tǒng)技術(shù)方案

1、成都瀚博凌迅科技有限公司 某無線電監(jiān)測(cè)測(cè)向天線系統(tǒng)技術(shù)方案【節(jié)選】天饋部分包括垂直極化測(cè)向接收天線和水平極化測(cè)向接收天線兩部分, 垂直極化測(cè)向接收天線采用雙層 5元圓形天線陣, 水平極化測(cè)向接收天線采 用單層 5元圓形天線陣,天饋單元單元還包含天線開關(guān)矩陣以及傳輸饋線。 (1 天線配置結(jié)構(gòu)形式垂直極化測(cè)向接收天線設(shè)計(jì)成同心雙層五元圓形天線陣,外層天線陣 (L1、 L2、 L3、 L4、 L5接收 100MHz 400MHz 頻率范圍信號(hào)。天線陣模型示意圖如圖 4所示: 水平極化測(cè)向接收天線設(shè)計(jì)成單層五元圓形天線陣, 水平極化測(cè)向接收 天線陣(M1、 M2、 M3、 M4、 M5接收 100MH

2、z 1000MHz 頻率范圍的水 平極化信號(hào),天線陣模型示意圖如圖 5所示。L2圖 4雙層五元圓形天線陣結(jié)構(gòu)示意圖(2天線陣口徑外層天線陣圓半徑 100cm , 100MHz 250MHz 采用對(duì)角線作為測(cè)向 基線。 (3開關(guān)矩陣天線選擇開關(guān)矩陣是為實(shí)現(xiàn)水平 /垂直極化以及內(nèi)外層天線之間的 切換而設(shè)計(jì)的, 結(jié)構(gòu)示意圖如圖 6所示。 考慮到損耗和相位誤差的影響, 選用微波繼電器來實(shí)現(xiàn)。 圖 5單層五元水平極化接收?qǐng)A形天線陣結(jié)構(gòu)示意圖L L 2L 3 L 4 L 5 微波繼電器圖 6 天線開關(guān)矩陣之各天線元之間切換邏輯接收信道 接收信道 接收信道 接收信道 接收信道 頻帶寬度:10MHz 4GHz

3、 損耗:小于 0.3dB 引入相位誤差:小于 0.1° (4 結(jié)構(gòu)口徑設(shè)計(jì)從提高測(cè)向精度考慮,測(cè)向天線口徑應(yīng)盡量大,但當(dāng)測(cè)向基線過長(zhǎng)時(shí), 將出現(xiàn)測(cè)向模糊問題,因此天線口徑有一個(gè)最佳設(shè)計(jì)問題。當(dāng)天線口徑一定時(shí),測(cè)向模糊將出現(xiàn)在高頻端,為此,外層天線陣口徑 應(yīng)以 400MHz 的波長(zhǎng)(cm 75=設(shè)計(jì),下面以波長(zhǎng) cm 75=進(jìn)行計(jì)算。圖 7是 為 計(jì) 算 方 便 而 畫 的 幾 何 示 意 圖 , 圖 中 為 來 波 方 位 角 ,5145342312, , , , d d d d d 分別為 5個(gè)測(cè)向基線對(duì)應(yīng)于來波方位角 時(shí)波程差。 本系統(tǒng)采用 5基線方法, 消除測(cè)向模糊的基本條件是

4、在 003600=范圍x圖 7 天線口徑(邊線基線計(jì)算幾何示意圖內(nèi), 5個(gè)波程差 5145342312, , , , d d d d d 中, 至少有一個(gè)不大于 400MHz 時(shí)即為 37.5cm 。利用幾何知識(shí)算得:(001236cos 36sin 2+=R d (002372cos 36sin 2=R d (cos 36sin 2034R d = (004572cos 36sin 2+=R d (005136cos 36sin 2=R d式中, R 為天線陣圓的半徑。在 o o 3600=范圍內(nèi),畫得各波程差與 的關(guān)系曲線如圖 8所示。從圖 8曲線看到,滿足消除測(cè)向模糊的 R R d ij

5、 3644. 036sin 231. 00min =××=, 由此得到天線陣最大口徑尺寸為 cm R 5. 373644. 0,即 R=102cm。36sin 2R d ij圖 8 波程差曲線圖當(dāng) R 確定后, 可以根據(jù)圖 9所示示意圖算出對(duì)角線測(cè)向基線方案所能滿 足的最高頻率。具體算法如下。算得各測(cè)向基線波程差:(001372cos 72sin 2+=R d (002436cos 72sin 2=R d (003536cos 72sin 2+=R d (004172cos 72sin 2=R d (cos 72sin 2052R d = 同前分析,滿足消除測(cè)向模糊的 cm R R d ij 605896. 072sin 231. 00min =××=,x圖 9 天線口徑 (對(duì)角線基線 計(jì)算幾何示意圖最小波長(zhǎng)為 2 × d ij min = 120cm ，對(duì)應(yīng)最高頻率為 f = 250MHz 。 最后，選定外層天線