專(zhuān)利名稱(chēng)：一種雙信道同步無(wú)線電接收機(jī)的測(cè)向方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于測(cè)試測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域中的無(wú)線電測(cè)向技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雙信道同 步無(wú)線電接收機(jī)的測(cè)向方法和裝置。
背景技術(shù)：
在無(wú)線電測(cè)向中，用定向天線尋找最大信號(hào)方向確定信號(hào)方位是一個(gè)傳統(tǒng)的方 法。傳統(tǒng)方法使用定向天線和無(wú)線電接收機(jī)連接，讀取感興趣的信號(hào)的幅度，通過(guò)手動(dòng)或自 動(dòng)旋轉(zhuǎn)定向天線，尋找接收到最大信號(hào)的指向，將這個(gè)指向定為信號(hào)方向。這種方法設(shè)備簡(jiǎn) 單，在目標(biāo)信號(hào)穩(wěn)定的條件下測(cè)向穩(wěn)定可靠，比起相位參考測(cè)向還有抗多徑反射的特點(diǎn)。但 是這種方法受限制于被測(cè)目標(biāo)信號(hào)的幅度穩(wěn)定度和信號(hào)傳輸路徑的穩(wěn)定度。當(dāng)被測(cè)信號(hào)穩(wěn) 定時(shí)，才能較準(zhǔn)確的定向。如果被測(cè)信號(hào)幅度隨時(shí)間波動(dòng)或者傳輸路徑擾動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致接收機(jī) 接收到的目標(biāo)信號(hào)幅度波動(dòng)。這種波動(dòng)疊加到定向天線指向帶來(lái)的幅度變化之上，會(huì)使得 測(cè)向不準(zhǔn)甚至無(wú)法進(jìn)行。本發(fā)明就是針對(duì)目標(biāo)信號(hào)波動(dòng)情況下進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)向的方法和裝 置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在目標(biāo)信號(hào)幅度隨時(shí)間變化條件下也能穩(wěn)定可靠測(cè) 向的雙信道同步無(wú)線電接收機(jī)的測(cè)向方法和裝置。本發(fā)明提出的雙信道同步無(wú)線電接收機(jī)的測(cè)向方法，其核心是引入?yún)⒖继炀€，并 且和定向天線同步接收目標(biāo)信號(hào)同一時(shí)刻的幅度，定向天線轉(zhuǎn)動(dòng)而參考天線不動(dòng)。這樣，參 考天線接收到的目標(biāo)信號(hào)幅度變化就代表了目標(biāo)信號(hào)和電波傳遞路徑波動(dòng)，把這個(gè)波動(dòng)從 定向天線接收到的幅度中計(jì)算扣除，那么扣除波動(dòng)后的定向天線接收幅度變化就代表了天 線指向和目標(biāo)偏角的變化。也就是說(shuō)扣除和的定向天線幅度最大方向就是電波射來(lái)的方 向，且不受目標(biāo)信號(hào)幅度波動(dòng)的影響。其中要特別注意的是，定向天線和參考天線測(cè)量的時(shí) 間必須同步，同步精度直接影響到對(duì)目標(biāo)信號(hào)波動(dòng)的消除能力。本發(fā)明提出的雙信道同步無(wú)線電接收機(jī)的測(cè)向方法，具體如下
第一接收機(jī)2測(cè)量定向天線1接收到的信號(hào)幅度，第二接收機(jī)5測(cè)量參考天線4接收 到的信號(hào)幅度，同步觸發(fā)電路3保證第一接收機(jī)2和第二接收機(jī)5相關(guān)的每次測(cè)量都發(fā)生 在同一時(shí)刻；在同步采集中，令采集序號(hào)為1、2……n，第一接收機(jī)2從定向天線1接收到的 目標(biāo)信號(hào)功率為Pl (1)、P1 (2)……Pl (η)，第二接收機(jī)5從參考天線4接收到的目標(biāo)信號(hào)功 率為Ρ2 (1)、Ρ2 (2)……Ρ2 (η)；以第二接收機(jī)5采集序號(hào)1采集時(shí)的目標(biāo)信號(hào)為參考，得到 目標(biāo)信號(hào)波動(dòng)dP
i=l、2...n(1)
扣除目標(biāo)信號(hào)波動(dòng)的定向天線信號(hào)功率P
P(O^jIGVcPG)， i=l、2...n(2)
以上功率單位為瓦特或其他線性功率單位，如毫瓦、微瓦。如果用對(duì)數(shù)單位，如dBm、dBuV，那么公式(1)、(2)中的除法就變成了減法；
測(cè)定信號(hào)方向的方法就是找到P(i)曲線的最大值，查找出對(duì)應(yīng)P(i)最大值Pmax時(shí)定 向天線的指向θ max，則該θ max就是目標(biāo)信號(hào)傳來(lái)的方向； 其中同步觸發(fā)采用下述2種方式中任一種；
(1)同步觸發(fā)電路3根據(jù)設(shè)定每次測(cè)量時(shí)向第一接收機(jī)2和第二接收機(jī)5發(fā)出觸發(fā)信 號(hào)，第一接收機(jī)2和第二接收機(jī)5同時(shí)采集，一次采集完成后，同步觸發(fā)電，3再發(fā)出下一次 觸發(fā)信號(hào)，讓第一接收機(jī)2和第二接收機(jī)5再次采集，周而復(fù)始，實(shí)現(xiàn)對(duì)定向天線1和參考 天線4信號(hào)同步的連續(xù)測(cè)量；第一接收機(jī)2和第二接收機(jī)5測(cè)量的結(jié)果匯總到計(jì)算機(jī)進(jìn)行 幅度計(jì)算和目標(biāo)信號(hào)波動(dòng)扣除；
計(jì)算機(jī)可以?xún)?nèi)嵌在第一接收機(jī)或第二接收機(jī)里面，也可以通過(guò)數(shù)據(jù)連接和接收機(jī)獨(dú) 立。這種方式中，2臺(tái)接收機(jī)都必須具有接收外部觸發(fā)開(kāi)始采集的功能。(2)第一接收機(jī)2每次采集測(cè)量時(shí)發(fā)送一個(gè)開(kāi)始采集的觸發(fā)脈沖，通過(guò)同步觸發(fā) 電路3傳遞給第二接收機(jī)5，第二接收機(jī)5在接收到觸發(fā)時(shí)采集參考天線4的信號(hào)，或者第 二接收機(jī)5每次采集測(cè)量時(shí)發(fā)送一個(gè)開(kāi)始采集的觸發(fā)脈沖，通過(guò)同步觸發(fā)電路3傳遞給第 一接收機(jī)2，第一接收機(jī)2在接收到觸發(fā)時(shí)采集定向天線1的信號(hào)；
在這種方式中，1臺(tái)接收機(jī)必須具有發(fā)出觸發(fā)信號(hào)的功能，這個(gè)觸發(fā)信號(hào)的開(kāi)始時(shí)刻和 采集開(kāi)始時(shí)刻同步，另一臺(tái)接收機(jī)必須具有接收觸發(fā)信號(hào)的功能，在接收到觸發(fā)信號(hào)的時(shí) 刻開(kāi)始無(wú)線電信號(hào)采集。本發(fā)明提出的雙信道同步無(wú)線電接收機(jī)的測(cè)向裝置，由定向天線1、第一接收機(jī) 2、同步觸發(fā)電路3、參考天線4和第二接收機(jī)5組成，其中定向天線1連接到第一接收機(jī) 2，第一接收機(jī)2連接到一個(gè)同步觸發(fā)電路3，參考天線4連接到第二接收機(jī)5，第二接收機(jī) 5連接到同步觸發(fā)電路3 ；第一接收機(jī)2測(cè)量定向天線1接收到的信號(hào)幅度，第二接收機(jī)5 測(cè)量參考天線4接收到的信號(hào)幅度，同步觸發(fā)電路3保證第一接收機(jī)2和第二接收機(jī)5相 關(guān)的每次測(cè)量都發(fā)生在同一時(shí)刻。本發(fā)明中，把測(cè)量序號(hào)i和定向天線指向θ關(guān)聯(lián)的方法和傳統(tǒng)單接收機(jī)最大信 號(hào)測(cè)向方法相同，以下作為相關(guān)信息解釋。對(duì)手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)定向天線，實(shí)際上只關(guān)心最大信號(hào)點(diǎn)的天線方向，所以可以不斷調(diào) 整定向天線方向，直到扣除目標(biāo)信號(hào)波動(dòng)后的功率P最大，讀取此時(shí)的定向天線指向就是 θ max ο對(duì)于自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的定向天線，可以通過(guò)轉(zhuǎn)速、時(shí)間關(guān)聯(lián)計(jì)算得到每一個(gè)采樣時(shí)刻的 定向天線角度θ (i)。也可以通過(guò)驅(qū)動(dòng)天線轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)碼盤(pán)直接讀取到每一個(gè)采集時(shí)刻的 天線角度θ (i) (i=l、2……η)。當(dāng)找到采集序號(hào)」，使得？0)=111狀爐(1)，i=l、2……η } 時(shí)，最大功率指向角emax=0 (j)。在此基礎(chǔ)上還可以通過(guò)序號(hào)j點(diǎn)附近的若干點(diǎn)(3-10 點(diǎn))進(jìn)行曲線擬合，內(nèi)插出更高精度的測(cè)向值。綜上所述，本發(fā)明的雙接收機(jī)幅度測(cè)向法通過(guò)兩個(gè)接收機(jī)同步測(cè)量定向天線和參 考天線接收到的目標(biāo)信號(hào)，克服目標(biāo)信號(hào)源功率波動(dòng)和信道波動(dòng)的影響，給出了一個(gè)對(duì)實(shí) 際信號(hào)適應(yīng)性更強(qiáng)的測(cè)向方法。


圖1為本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)圖示。圖2為信號(hào)波動(dòng)扣除處理示意圖。其中(a)為第一接收機(jī)從定向天線接收到的 目標(biāo)信號(hào)功率，(b)為第二接收機(jī)從參考天線接收到的目標(biāo)信號(hào)功率，(c)為扣除目標(biāo)功率 波動(dòng)后的定向天線接收功率。在測(cè)量序列1、2……η的過(guò)程中定向天線對(duì)應(yīng)的指向?yàn)?度 到360度，其中，扣除波動(dòng)后功率最大值對(duì)應(yīng)的天線指向是θ max。則9max就是目標(biāo)信號(hào) 來(lái)向。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。實(shí)施例1
系統(tǒng)中定向天線1選用大澤ZN30701雙脊喇叭天線，第一接收機(jī)2和第二接收機(jī)5都 采用NI PXI-5660，同步觸發(fā)電路3選用NI PXI-1045機(jī)箱，參考天線4選用AOR DA5000。 將上述各部件按圖1所示方式連接，該領(lǐng)域技術(shù)人員均能順利實(shí)施。測(cè)向時(shí)，具體步驟如下
<1>將定向天線所在圓周η等分(η —般取360)，按順指針?lè)较蛎總€(gè)位置分別記為 θ (1)，θ ⑵，θ(3)，...，θ (η)。<2>將定向天線1旋轉(zhuǎn)至位置θ (1)。<3>由第一接收機(jī)2通過(guò)同步觸發(fā)電路3的背板總線發(fā)送觸發(fā)脈沖給第二接收機(jī) 5，啟動(dòng)兩信道同時(shí)采集。<4>采集完成，記錄第一接收機(jī)2得到的電平為Pl (1)，第二接收機(jī)5得到的電平 為P2(l)，單位為毫瓦(mff)0<5>定向天線1旋轉(zhuǎn)到下一位置θ (2)，重復(fù)步驟<2廣<4>，直至旋轉(zhuǎn)一周遍歷完所 有角度θ(1)，θ⑵，θ⑶，…，θ (η)。第一接收機(jī)2得到的電平為Pl (2)、P1 (3)、… Pl(n),第二接收機(jī)5得到的電平為P2⑵、P2 (3)、…P2 (η)。<6>以第二接收機(jī)5采集序號(hào)1采集時(shí)的目標(biāo)信號(hào)為參考，得到目標(biāo)信號(hào)波動(dòng)dP 為
dP(i)=P2(i)/P2(l), i=l、2…η
<7>第一接收機(jī)2的電平值扣除信號(hào)波動(dòng)dP后得到定向天線1接收到的信號(hào)功率P P(i)=Pl(i)/dP(i)， i=l、2…η
<8>求得P(i)序列中最大值Pmax，以及Pmax所對(duì)應(yīng)的位置i，所以位置i時(shí)定向天線 的指向θ max即為目標(biāo)信號(hào)傳來(lái)的方向。傳統(tǒng)的比幅法測(cè)向，由于傳輸路徑上信號(hào)強(qiáng)度的波動(dòng)，定向天線幅度會(huì)受到干擾， 其電平幅度和發(fā)射方向沒(méi)有直接關(guān)系。而運(yùn)用新測(cè)向方法，通過(guò)全向天線的比對(duì)，克服傳輸 路徑對(duì)信號(hào)幅度的影響(dP)，可以迅速準(zhǔn)確地測(cè)到信號(hào)的發(fā)射方向，滿足設(shè)計(jì)要求。
權(quán)利要求
一種雙信道同步無(wú)線電接收機(jī)的測(cè)向方法，其特征在于具體如下第一接收機(jī)(2)測(cè)量定向天線(1)接收到的信號(hào)幅度，第二接收機(jī)(5)測(cè)量參考天線(4)接收到的信號(hào)幅度，同步觸發(fā)電路(3)保證第一接收機(jī)(2)和第二接收機(jī)(5)相關(guān)的每次測(cè)量都發(fā)生在同一時(shí)刻；在同步采集中，令采集序號(hào)為1、2……n，第一接收機(jī)(2)從定向天線(1)接收到的目標(biāo)信號(hào)功率為P1(1)、P1(2)……P1(n)，第二接收機(jī)(5)從參考天線(4)接收到的目標(biāo)信號(hào)功率為P2(1)、P2(2)……P2(n)；以第二接收機(jī)(5)采集序號(hào)1采集時(shí)的目標(biāo)信號(hào)為參考，得到目標(biāo)信號(hào)波動(dòng)dPdP(i)=P2(i)/P2(1),i=1、2…n(1)扣除目標(biāo)信號(hào)波動(dòng)的定向天線信號(hào)功率PP(i)=P1(i)/dP(i) ,i=1、2…n(2)以上功率單位為瓦特或其他線性功率單位，如果用對(duì)數(shù)單位，那么公式(1)、(2)中的除法就變成了減法；測(cè)定信號(hào)方向的方法就是找到P(i)曲線的最大值，查找出對(duì)應(yīng)P(i)最大值Pmax時(shí)定向天線的指向θmax，則該θmax就是目標(biāo)信號(hào)傳來(lái)的方向；其中同步觸發(fā)采用下述2種方式中任一種；(1)同步觸發(fā)電路(3)根據(jù)設(shè)定每次測(cè)量時(shí)向第一接收機(jī)(2)和第二接收機(jī)(5)發(fā)出觸發(fā)信號(hào)，第一接收機(jī)(2)和第二接收機(jī)(5)同時(shí)采集，一次采集完成后，同步觸發(fā)電,(3)再發(fā)出下一次觸發(fā)信號(hào)，讓第一接收機(jī)(2)和第二接收機(jī)(5)再次采集，周而復(fù)始，實(shí)現(xiàn)對(duì)定向天線(1)和參考天線(4)信號(hào)同步的連續(xù)測(cè)量；第一接收機(jī)(2)和第二接收機(jī)(5)測(cè)量的結(jié)果匯總到計(jì)算機(jī)進(jìn)行幅度計(jì)算和目標(biāo)信號(hào)波動(dòng)扣除；計(jì)算機(jī)可以?xún)?nèi)嵌在第一接收機(jī)(2)或第二接收機(jī)(5)里面，也可以通過(guò)數(shù)據(jù)連接和接收機(jī)獨(dú)立；這種方式中，2臺(tái)接收機(jī)都必須具有接收外部觸發(fā)開(kāi)始采集的功能；(2)第一接收機(jī)(2)每次采集測(cè)量時(shí)發(fā)送一個(gè)開(kāi)始采集的觸發(fā)脈沖，通過(guò)同步觸發(fā)電路(3)傳遞給第二接收機(jī)(5)，第二接收機(jī)(5)在接收到觸發(fā)時(shí)采集參考天線(4)的信號(hào)，或者第二接收,(5)每次采集測(cè)量時(shí)發(fā)送一個(gè)開(kāi)始采集的觸發(fā)脈沖，通過(guò)同步觸發(fā)電路(3)傳遞給第一接收機(jī)(2)，第一接收機(jī)(2)在接收到觸發(fā)時(shí)采集定向天線(1)的信號(hào)；在這種方式中，1臺(tái)接收機(jī)必須具有發(fā)出觸發(fā)信號(hào)的功能，這個(gè)觸發(fā)信號(hào)的開(kāi)始時(shí)刻和采集開(kāi)始時(shí)刻同步，另一臺(tái)接收機(jī)必須具有接收觸發(fā)信號(hào)的功能，在接收到觸發(fā)信號(hào)的時(shí)刻開(kāi)始無(wú)線電信號(hào)采集。
2.一種如權(quán)利要求1所述的雙信道同步無(wú)線電接收機(jī)的測(cè)向裝置，由定向天線(1)、第 一接收機(jī)(2)、同步觸發(fā)電路(3)、參考天線(4)和第二接收機(jī)5組成，其特征在于定向天線 (1)連接到第一接收機(jī)(2)，第一接收機(jī)(2)連接到一個(gè)同步觸發(fā)電路(3)，參考天線(4)連 接到第二接收機(jī)(5)，第二接收機(jī)(5)連接到同步觸發(fā)電路(3)；第一接收機(jī)(2)測(cè)量定向 天線(1)接收到的信號(hào)幅度，第二接收機(jī)(5)測(cè)量參考天線(4)接收到的信號(hào)幅度，同步觸 發(fā)電路(3)保證第一接收機(jī)(2)和第二接收機(jī)(5)相關(guān)的每次測(cè)量都發(fā)生在同一時(shí)刻。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙信道同步無(wú)線電接收機(jī)的測(cè)向方法和裝置。采用參考天線和定向天線同步接收目標(biāo)信號(hào)同一時(shí)刻的幅度，定向天線轉(zhuǎn)動(dòng)而參考天線不動(dòng)。參考天線接收到的目標(biāo)信號(hào)幅度變化就代表了目標(biāo)信號(hào)和電波傳遞路徑波動(dòng)，把這個(gè)波動(dòng)從定向天線接收到的幅度中計(jì)算扣除，扣除波動(dòng)后的定向天線接收幅度變化就代表了天線指向和目標(biāo)偏角的變化?？鄢▌?dòng)后的定向天線幅度最大方向就是電波射來(lái)的方向，且不受目標(biāo)信號(hào)幅度波動(dòng)的影響。定向天線和參考天線測(cè)量的時(shí)間必須同步，同步精度直接影響到對(duì)目標(biāo)信號(hào)波動(dòng)的消除能力。本發(fā)明的雙接收機(jī)幅度測(cè)向法通過(guò)兩個(gè)接收機(jī)同步測(cè)量定向天線和參考天線接收到的目標(biāo)信號(hào)，克服目標(biāo)信號(hào)源功率波動(dòng)和信道波動(dòng)的影響，給出了一個(gè)對(duì)實(shí)際信號(hào)適應(yīng)性更強(qiáng)的測(cè)向方法。
文檔編號(hào)H04B17/00GK101951299SQ20101050848
公開(kāi)日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月15日
發(fā)明者俞一鳴, 李遠(yuǎn)朝, 邵暉, 陸奚峰 申請(qǐng)人:上海聚星儀器有限公司