CN104483681A - 一种卫星导航终端全向干扰的测试装置、系统及方法 - Google Patents

一种卫星导航终端全向干扰的测试装置、系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种卫星导航终端全向干扰的测试装置，在微波暗室中安装有紧缩场、发射天线、干扰天线、第一~第四导轨，所述第三导轨包括弧形导轨和直导轨，第一、第二、第四导轨均为直导轨；所述待测设备的正面朝向紧缩场的中心，所述发射天线放置于紧缩场的焦点处，所述第一导轨从发射天线处延伸并与第二导轨的一端垂直相连，所述第二导轨的另一端与第三导轨在竖直方向垂直相连。本发明的测试装置、系统及方法，通过第一导轨与紧缩场的共同作用，使得在微波暗室装有紧缩场的情况下能够给待测设备从前方施加干扰；并利用第三与第四导轨，完成了来自待测设备后方的干扰信号模拟，从而实现了对卫星导航终端的全向抗干扰性能测试。

Description

一种卫星导航终端全向干扰的测试装置、系统及方法
技术领域
本发明涉及卫星导航终端、通信系统、雷达等电子设备的全向干扰的测试装置、系统及方法，属于天线测试和电子对抗技术领域。
背景技术
众所周知，卫星导航、通信系统、雷达等电子设备的接收信号通常非常微弱，信号在传播过程中很容易受到各种干扰的影响。因此，卫星导航等终端设备必须具备一定的抗干扰性能才能保证其正常的工作，此项性能的检测在卫星导航终端产品检测中是一项非常重要的要求，而干扰信号的施加是其中的重要环节。
目前，在卫星导航终端抗干扰性测试中，常用的方法是在微波暗室的合适位置安装导轨，导轨上有可以移动的干扰天线，通过干扰天线在导轨上的移动可以达到对待检测电子设备各个方向施加干扰的效果。但这种传统的方法是在不安装紧缩场的普通微波暗室中进行的，若是微波暗室中安装有紧缩场，则紧缩场的存在会妨碍导轨在暗室前方的安装，因而部分方位的干扰将不能有效地模拟。并且，传统的测量方法只能模拟来自天线辐射上半球面的干扰，不能对来自后向的干扰进行模拟，而在实际应用中，卫星导航终端设备常常会受到来自大地、海面以及低高度障碍物反射干扰波，此时的方位大多是来自卫星导航终端设备的后方，这部分的干扰绝对不能被忽略。因此，使用传统的测试方法不能对卫星导航终端的全向抗干扰性能进行全面而有效的测量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种卫星导航终端全向干扰的测试装置、系统及方法，解决了在微波暗室装有紧缩场的情况下无法安装前方干扰源的问题，以及无法模拟天线后方干扰源的问题。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种卫星导航终端全向干扰的测试装置，在微波暗室中安装有紧缩场、发射天线、干扰天线、导轨、转轴；所述发射天线放置于所述紧缩场的焦点处；将放置待测设备的地方定义为待测设备测试位置，所述紧缩场的安装位置使得紧缩场的中心与待测设备测试位置的中心位于同一直线；定义待测设备测试位置的中心为射线端点，朝向紧缩场中心的方向为射线方向；所述干扰天线通过转轴安装在导轨上，可在导轨上滑动并通过转轴自由摆动，使得干扰天线发射的干扰信号与所述射线的夹角范围为0°-180°。
进一步的，所述卫星导航终端全向干扰的测试装置还包括用于放置待测设备的测试台。
优选的，所述导轨包括第一~第四导轨，第三导轨包括弧形导轨和直导轨，第一、第二、第四导轨均为直导轨；所述第一导轨从发射天线处向远离测试台的方向延伸，并与第二导轨的一端在竖直方向垂直相连；所述第二导轨的另一端与第三导轨在竖直方向垂直相连；所述弧形导轨的一端与紧缩场有效反射面的边缘接近但不接触，且与紧缩场中心的距离大于紧缩场有效辐射区边长的一半，另一端与第三导轨的直导轨一端相连；所述第三导轨的直导轨另一端与第四导轨在水平方向垂直相连，且第四导轨与第一导轨平行；第四导轨的长度为待测设备测试位置的中心到第三导轨的直导轨的水平距离，第三、第四导轨与待测设备测试位置位于同一平面。
优选的，所述第一导轨安装于所述微波暗室的地面上。
优选的，所述第二导轨、第三导轨的直导轨、第四导轨均安装于所述微波暗室的墙面上。
一种卫星导航终端全向干扰的测试系统，包括如上所述卫星导航终端全向干扰的测试装置、控制模块、信号处理模块，所述控制模块与所述干扰天线连接，所述信号处理模块用于与待测设备连接。
一种卫星导航终端全向干扰的测试方法，利用如上所述测试系统实现，将待测设备正面朝向紧缩场放置于测试台上，并保持待测设备的中心与紧缩场的中心在同一直线上，控制干扰天线沿着导轨移动，使得干扰天线发射的干扰信号与上述射线的夹角从0°到180°之间变化，测量待测设备对来自0°-180°干扰信号的抗干扰能力；根据测量精度要求，将待测设备绕射线转动一定角度，并进行上述抗干扰测量；经多次转动后待测设备回到第一次测量时的状态，最后得到待测设备在360°干扰信号下的抗干扰能力。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1、本发明卫星导航终端全向干扰的测试装置、系统及方法，通过第一导轨与紧缩场的共同作用，使得在微波暗室装有紧缩场的情况下能够给待测设备从前方施加干扰；并利用第三与第四导轨，完成了来自待测设备后方的干扰信号模拟。
2、本发明卫星导航终端全向干扰的测试装置、系统及方法，结构简单易于实现，具有较高的实用意义。
附图说明
图1是本发明卫星导航终端全向干扰的测试装置的三维结构模型图。
图2是本发明卫星导航终端全向干扰的测试装置的三维结构模型的俯视图。
图3是干扰天线沿第一导轨移动时辐射到待测设备的干扰信号与z轴的夹角θ的变化范围(网格部分)示意图。
图4是干扰天线沿第三导轨移动时辐射到待测设备的干扰信号与z轴的夹角θ的变化范围(网格部分)示意图。
图5是干扰天线沿第四导轨移动时辐射到待测设备的干扰信号与z轴的夹角θ的变化范围(网格部分)示意图。
其中：1为紧缩场，2为发射天线，3为待测设备，4为测试台，5为干扰天线，6为第一导轨，7为第二导轨，8为第三导轨，9为第四导轨；a为第三导轨的前端到z轴的水平距离，b为测试台中心到紧缩场中心的水平距离，c为测试台中心到第四导轨的水平距离，d为第四导轨的长度；以待测设备的中心为原点，x轴为垂直于第三导轨的直导轨且朝向第三导轨的方向，y轴为垂直于测试台且远离测试台的方向，z轴为垂直于第四导轨且朝向紧缩场的方向。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
如图1-2所示，一种卫星导航终端全向干扰的测试装置，在微波暗室中装有紧缩场1、发射天线2、测试台4、干扰天线5以及第一导轨6、第二导轨7、第三导轨8和第四导轨9。其中，第三导轨8前半部分为圆弧状，第三导轨8后半部分以及第一导轨6、第二导轨7、第四导轨9均为直导轨，且第三导轨8前端不与紧缩场1曲面接触并保证前端距离紧缩场1中心的距离a大于紧缩场1有效辐射区边长的一半，也就是保证第三导轨8不在紧缩场1有效辐射区内。
进行检测时，干扰天线5沿着如图1-2中的第一、第二、第三、第四导轨进行移动(第二导轨7不用于测试，只用于干扰天线5的移动)。干扰天线5与导轨接触处设置有转轴，可以保证干扰天线5可以上下左右摆动。当干扰天线5移动到第一导轨6的某一位置时，通过转轴的转动角度的精确计算调整，干扰信号会通过紧缩场某一个点的反射到达待测设备3，从而能将干扰信号从天线前方施加给待测设备3。当干扰天线5沿着第一导轨6移动时，干扰信号与z轴夹角θ的范围为0~θ1(如图3所示的网格部分)。当干扰天线5沿着第三、第四导轨移动时，干扰天线5始终对着待测设备3发射信号，这时干扰信号与z轴夹角θ的范围为arctan(a/b)~180°，只要保证θ1≧arctan(a/b)，就可保证θ角度的变化范围为0°~180°。弧形导轨的使用使得角度arctan(a/b) 更小，从而保证了θ1 ≧arctan(a/b)，增加了方案的可行性。如图4、图5所示，网格部分分别为干扰天线5在第三、第四导轨上移动时干扰信号相对于待测设备3的角度的变化范围。
干扰天线5移动的同时，需要对干扰信号进行归一化处理，保证各个方向到达待测设备3的干扰信号强度一致性，在不同干扰情况下，通过对待测设备3抗干扰性能的测试，可以测量出待测设备3对来自θ角度约为0°~180°干扰信号的抗扰能力。在完成一轮测试后，将待测设备3绕z轴转动一定角度，再次进行上述同样抗干扰测量，可以得到被测卫星导航终端等电子设备在360°全方位无死角下的抗干扰性能。通过第一导轨6与紧缩场1的共同作用，成功解决了由于紧缩场1的存在无法给待测设备3从前方施加干扰的问题。
与此同时，传统的测量系统是将待测设备正面朝上放置在地面，后方不能施加干扰，这就导致干扰信号入射方向与z轴的夹角θ只能达到0°~90°，而不能达到0°~180°，本发明中提及的装置则是将待测设备侧放，待测设备的正面是朝向紧缩场的中心方向，这样我们就可以方便的安装第三与第四导轨，利用它们就可以完成来自待测设备后方的干扰信号模拟，也就是θ角度为90°~180°的干扰信号的模拟。
一种卫星导航终端全向干扰的测试系统，包括上述卫星导航终端全向干扰的测试装置、控制模块、信号处理模块，控制模块与干扰天线连接，信号处理模块与待测设备连接。控制模块向干扰天线发送控制信号，控制干扰天线在各个导轨上自由滑动和摆动，施加0°~180°的干扰信号，对待测设备的抗干扰性能进行测量，并将测量得到的信息传送给信号处理模块，由信号处理模块进行处理，每测试一次后，将待测设备绕z轴转动一定角度，该角度越小，测量精度越高，再次进行抗干扰测量，经过多次转动和多次测量之后，可以得到待测设备在360°全方位无死角下的抗干扰性能，将测量得到的数据传输给信号处理模块，由信号处理模块进行信号处理，最终得到待测设备的抗干扰性能数据。
一种卫星导航终端全向干扰的测试方法，利用上述卫星导航终端全向干扰的测试装置实现，将待测设备正面朝向紧缩场放置于测试台上，并保持待测设备的中心与紧缩场的中心在同一直线上，通过控制模块控制干扰天线沿着第一、第二、第三、第四导轨移动，使得干扰天线发出的干扰信号与上述射线的夹角变化范围从0°到180°变化，测量待测设备对来自0°-180°干扰信号的抗干扰能力；根据测量精度要求，将待测设备绕射线转动一定角度，测量精度越高，转动的角度越小，并进行上述抗干扰测量；经多次转动后待测设备回到第一次测量时的状态，并得到待测设备在360°干扰信号下的抗干扰能力。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (7)

1.一种卫星导航终端全向干扰的测试装置，其特征在于：在微波暗室中安装有紧缩场、发射天线、干扰天线、导轨、转轴；所述发射天线放置于所述紧缩场的焦点处；将放置待测设备的地方定义为待测设备测试位置，所述紧缩场的安装位置使得紧缩场的中心与待测设备测试位置的中心位于同一直线；定义待测设备测试位置的中心为射线端点，朝向紧缩场中心的方向为射线方向；所述干扰天线通过转轴安装在导轨上，可在导轨上滑动并通过转轴自由摆动，使得干扰天线发射的干扰信号与所述射线的夹角范围为0°-180°。
2.如权利要求1所述卫星导航终端全向干扰的测试装置，其特征在于：所述卫星导航终端全向干扰的测试装置还包括用于放置待测设备的测试台。
3.    如权利要求1所述卫星导航终端全向干扰的测试装置，其特征在于：所述导轨包括第一~第四导轨，第三导轨包括弧形导轨和直导轨，第一、第二、第四导轨均为直导轨；所述第一导轨从发射天线处向远离测试台的方向延伸，并与第二导轨的一端在竖直方向垂直相连；所述第二导轨的另一端与第三导轨在竖直方向垂直相连；所述弧形导轨的一端与紧缩场有效反射面的边缘接近但不接触，且与紧缩场中心的距离大于紧缩场有效辐射区边长的一半，另一端与第三导轨的直导轨一端相连；所述第三导轨的直导轨另一端与第四导轨在水平方向垂直相连，且第四导轨与第一导轨平行；第四导轨的长度为待测设备测试位置的中心到第三导轨的直导轨的水平距离，第三、第四导轨与待测设备测试位置位于同一平面。
4.如权利要求3所述卫星导航终端全向干扰的测试装置，其特征在于：所述第一导轨安装于所述微波暗室的地面上。
5.如权利要求3所述卫星导航终端全向干扰的测试装置，其特征在于：所述第二导轨、第三导轨的直导轨、第四导轨均安装于所述微波暗室的墙面上。
6.一种卫星导航终端全向干扰的测试系统，其特征在于：包括如权利要求1-5任一项所述卫星导航终端全向干扰的测试装置、控制模块、信号处理模块，所述控制模块与所述干扰天线连接，所述信号处理模块用于与待测设备连接。
7.一种卫星导航终端全向干扰的测试方法，利用如权利要求6所述测试系统实现，其特征在于：将待测设备正面朝向紧缩场放置于测试台上，并保持待测设备的中心与紧缩场的中心在同一直线上，控制干扰天线沿着导轨移动，使得干扰天线发射的干扰信号与上述射线的夹角从0°到180°之间变化，测量待测设备对来自0°-180°干扰信号的抗干扰能力；根据测量精度要求，将待测设备绕射线转动一定角度，并进行上述抗干扰测量；经多次转动后待测设备回到第一次测量时的状态，最后得到待测设备在360°干扰信号下的抗干扰能力。
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Assignor: Nanjing University of Information Science and Technology

Contract record no.: X2023320000241

Denomination of invention: A testing device, system, and method for omnidirectional interference of satellite navigation terminals

Granted publication date: 20170412

License type: Common License

Record date: 20231121

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20150401

Assignee: Fujian hefuyun Information Technology Co.,Ltd.

Assignor: Nanjing University of Information Science and Technology

Contract record no.: X2023980051730

Denomination of invention: A testing device, system, and method for omnidirectional interference of satellite navigation terminals

Granted publication date: 20170412

License type: Common License

Record date: 20231212

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20150401

Assignee: Nanjing Xinqihang Software Technology Co.,Ltd.

Assignor: Nanjing University of Information Science and Technology

Contract record no.: X2023980051736

Denomination of invention: A testing device, system, and method for omnidirectional interference of satellite navigation terminals

Granted publication date: 20170412

License type: Common License

Record date: 20231213

Application publication date: 20150401

Assignee: Fujian Kailan Information Technology Co.,Ltd.

Assignor: Nanjing University of Information Science and Technology

Contract record no.: X2023980051725

Denomination of invention: A testing device, system, and method for omnidirectional interference of satellite navigation terminals

Granted publication date: 20170412

License type: Common License

Record date: 20231213

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
CI03 Correction of invention patent

Correction item: Assignee

Correct: Nantong Yucheng Safety and Health Consulting Co., Ltd.

False: Nanjing Yucheng Safety and Health Consulting Co., Ltd.

Number: 49-02

Volume: 39

CI03 Correction of invention patent
EC01 Cancellation of recordation of patent licensing contract

Assignee: Nanjing Xinqihang Software Technology Co.,Ltd.

Assignor: Nanjing University of Information Science and Technology

Contract record no.: X2023980051736

Date of cancellation: 20240507

Assignee: Fujian hefuyun Information Technology Co.,Ltd.

Assignor: Nanjing University of Information Science and Technology

Contract record no.: X2023980051730

Date of cancellation: 20240507

Assignee: Fujian Kailan Information Technology Co.,Ltd.

Assignor: Nanjing University of Information Science and Technology

Contract record no.: X2023980051725

Date of cancellation: 20240507

EC01 Cancellation of recordation of patent licensing contract
EC01 Cancellation of recordation of patent licensing contract

Assignee: Nantong Yucheng Safety and Health Consulting Co.,Ltd.

Assignor: Nanjing University of Information Science and Technology

Contract record no.: X2023320000241

Date of cancellation: 20240522