CN108448259A - 一种高增益全向天线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高增益全向天线，涉及对空中飞行器的多点定位系统技术领域，包括多个天线、低噪声放大器和合路器，多个天线的输出经过低噪声放大器放大后再通过合路器合路，使得多个天线的波束合成后覆盖整个空域。本发明通过将多个高增益定向天线的输出合成，实现了高增益接收和宽空域覆盖的统一，有效提高了系统的作用距离，装置可使接收站作用距离获得成倍提升，单个接收站的覆盖范围大大增加。
Description
技术领域
本发明涉及对空中飞行器的多点定位系统技术领域，特别是涉及一种高增益全向天线。
背景技术
随着我国不断向前推进低空开放，通用航空、无人机和航空运输获得快速发展，空中交通密度越来越大，高密度空中交通对空域的需求与可供使用空域资源不足的矛盾日益突出，迫切需要提高空域的容量和航空器的运行效率。多点定位系统,缩写为MLAT,利用多个接收站同时接收目标飞行器上携带的二次监视雷达应答机发射信号，并通过测量信号到达各接收站的时间差来完成对目标飞行器的定位和识别。MLAT的定位误差小、识别能力强、数据率高，可以提供高精度、高覆盖、高数据率的航路、终端区域和机场场面监视服务，满足高密度交通流量下空中交通服务对目标监视的需求，提高空域容量和航空器运行效率，确保航空运输安全。
在用于对航路和终端区域监视的广域多点定位系统中，由于需要接收百公里以上远距离目标发射的微弱应答信号，因此需要多点定位系统接收站具备较高的灵敏度。提高接收天线增益是提高灵敏度的一个有效途径，但是根据民航对多点定位系统的通用技术要求，接收站天线方位方向必须是360度覆盖，对于单个天线而言宽空域覆盖和高增益是一对矛盾问题，如何兼顾二者是多点定位系统接收站天线设计面临的一个重要难题。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种高增益全向天线。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种高增益全向天线，包括多个天线、低噪声放大器和合路器，多个天线的输出经过低噪声放大器放大后再通过合路器合路，使得多个天线的波束合成后覆盖整个空域。天线的数量不少于2个。
优选的，所述天线为定向高增益天线。
优选的，所述天线的主波束之间通过5dB交叠方式分布。
本发明的有益效果在于：本发明通过将多个高增益定向天线的输出合成，实现了高增益接收和宽空域覆盖的统一，有效提高了系统的作用距离；装置可使接收站作用距离获得成倍提升，单个接收站的覆盖范围大大增加。
附图说明
图1为本发明的工作原理示意图；
图2为本发明的波束方向图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
实施例一
如图1所示，包括多个天线、低噪声放大器和合路器，天线为定向高增益天线，本实施例中天线的数量为4个，4个天线的输出经过低噪声放大器放大后再通过合路器合路，使得4个天线的波束合成后覆盖整个空域。由于合路器有较大的插入损耗，会降低接收信号的信噪比，因此在合路之前，需要加入低噪声放大器对信号进行预先放大，补偿合路器的插入损耗，确保系统的灵敏度不被恶化。
为了保证合成后的天线方向图主瓣部分增益起伏较小，我们采用了各个天线主波束之间5dB交叠的方式来设置每个天线的波束指向。如图2所示，4个天线各自的方位方向天线方向图以及合成后的方位方向天线方向图仿真结果，其中每个天线的5dB波束宽度为18°，合成后的3dB波束宽度为72°，合成后的主波束内部增益起伏为1.5dB，满足使用要求。
实施例二
多点定位系统的接收站工作在1090MHz，接收站接收飞行器上二次雷达应答机发射的应答信号，测量信号到达时间并报告给中心站。如图1所示，天线采用8个定向高增益天线进行合成，每个天线方位方向5dB波束宽度为45°，其增益为12dB，合成后的方向图实现了方位方向上的全向接收，其增益比使用单个全向接收天线提高了9dB，作用距离为单个全向天线的2.8倍，覆盖范围是单个全向天线的8倍。
本发明通过将多个定向高增益天线在射频上合成，形成一个在方位方向上全向高增益接收的天线系统。该天线系统用于民航多点定位系统，可以有效提高接收站的灵敏度，扩大接收站的作用距离和覆盖范围。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围。本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变形。本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (3)
1.一种高增益全向天线，其特征在于：包括多个天线、低噪声放大器和合路器，多个天线的输出经过低噪声放大器放大后再通过合路器合路，使得多个天线的波束合成后覆盖整个空域。
2.根据权利要求1所述的一种高增益全向天线，其特征在于：所述天线为定向高增益天线。
3.根据权利要求1或2所述的一种高增益全向天线，其特征在于：所述天线的主波束之间通过5dB交叠方式分布。
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