CN201047870Y - 天线设备一体化激光示向宽频带电磁波定位仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了对无线电波发射源进行准确测向定位的天线设备一体化激光示向宽频带电磁波定位仪。它是设置互Ω式平面形振子构成的天线总成，将天线总成及其它所有部件置于一开口端构成的整体外形金属屏蔽腔内，将天线总成输出经馈缆与宽带接收机、频率计的输入端连接，频率计输出端与场强指示表输入相连接，宽带接收机或频率计的鉴频端接入数/模转换电路输入，再将数/模转换电路输出分别接至数码场强表、压控讯响器和激光发射器输入控制端构成。该仪具有设计构思新颖、结构紧凑合理、性能稳定可靠、天线方向角度分辨力强、定位快速准确、操作简便易行、提高工作效率、体积小重量轻、外形美观大方、便于携带假装、适合推广应用等优点。

Description

天线设备一体化激光示向宽频带电磁波定位仪

技术领域：

本发明涉及一种对无线电波发射源进行测向定位的无线电监测设备，具体说是一种利用激光作指向，集接收、测定、显示为一体的对电磁波进行解调、显示、测向、定位的无线电监测设备。

背景技术：

为了国家安全，国家安全、公安、无线电管理部门要对境外敌对势力采取高科技射频发送信息、恐怖分子盗用国家频率资源进行遥控实施犯罪、以及其它违法盗用频率的行为进行严厉的打击。首先就必须对无线电波发射源进行快速准确的测向定位。这样才能不给犯罪分子可乘之机。为实现该目的，无线电管理部门往往采用分频段、分极化的直线式或螺旋式振子组成的定向接收天线分别与接收机、场强仪等监测仪器靠馈线连接组成分立式的测向定位装置，该装置只能对与其相对应的频段和极化波进行测向定位，且最大的弊病就是距离发射源较远时因信号弱，在直射波、反射波与折射波的作用下难以分辨实际来波方向，当接近发射源时，又由于设备靠馈线或接收部分自身感应的信号场强足够大，已达到饱合状态，所显示的被测信号值随距离变化甚微，或根本不再变化而失去指示作用，使测向定位只能凭肉眼直观和经验查找目标，不仅耗时费力，还使测向定位的精确度大打折扣。尤其是同址同频多信号源的情况下，就更难判定出真正的目标信号源。还由于天线、馈线与仪器设备连接时其馈线截面积、长短及接口实际阻抗、信号实际衰减不同，将造成设备读出数值的较大误差。严重影响监测人员在测向定位中作出正确判断。而且所述装置在查找信号源时，不便于携带、伪装和快速行进，容易被犯罪分子发现后逃跑或消匿证据，特别是障碍物较多的时候，将严重影响测向定位的时间和进度。可能会给犯罪分子以可乘之机。同时，由于所述装置为分立式结构，馈线经常活动还容易出现接触不好或断路现象也影响该设备的正常使用。

发明内容：

本发明主要是解决在无线电测向定位中，发射源距离较远时因信号弱，在直射波、反射波与折射波的作用下难以分辨实际来波方向，距离较近时信号变化不明显或不变化失去控制的问题。同时解决由于天线馈线、连接方式和接触不良给设备带来的显示数值的较大误差和对测向定位准确度的影响，以及不便携带、伪装和快速行进等问题。

本发明的方案如下所述：该实用新型包括宽带接收机、频率计、场强指示表、数码场强表、压控讯响器、直流电源、电源开关，还包括数/模转换电路、激光发射器、方向指示器、充电器、消扰开关、音调、音量调节开关，它是通过设置互Ω式平面形振子构成的天线总成，将该天线总成及其它所有部件均置于为一开口端构成的整体外形的金属屏蔽腔内，且将天线总成输出经馈缆与宽带接收机、频率计的高频输入端连接，频率计输出接至场强指示表输入，将宽带接收机或频率计的鉴频端引出接入数/模转换电路输入，再将数模转换电路输出控制端分别接至数码场强表、压控讯响器和激光发射器输入控制端实现的。

本发明与现有技术相比具有的优点和积极效果：

1、由于将天线设置在为一开口端的金属屏蔽腔体内，利用金属的屏蔽作用避开外部电磁波的影响，使天线只接收正向来波，而将正向来波以外的信号降到最小，同时将使天线总成、联接馈线、接收机、频率计、场强指示表、数码场强表、压控讯响器、数/模转换电路、激光发射器及直流电源等也都置于屏蔽体的有效屏蔽之内，使接收信号具有良好指向性和极强的来波角度分辨性能，以天线电磁感应定向接收无线电发射源的高频信息，从而达到精确测向定位的目的。

2、采用互Ω式平面形新型振子，及由两个振子数目相等、极性相反、相互对称的振子组构成的天线总成加上屏蔽腔体的有机结合，不仅缩小了天线体积，减少了占位空间，且在保证单个振子几何尺寸与工作波长比例为1/2不变的情况下，使小几何尺寸匹配大波长、一天线工作于多频段多极化的电磁波环境。同时利用金属屏蔽作用和互Ω式平面形振子特有的不同角度接收面，对不同角度的来波所呈现的感应信号强弱不同的特性，最大限度地提升不同来波方向与角度变化引起的接收场强差值，从而消除因电磁极化不同在天线振子上产生信号幅度上的较大差别对测向定位带来的误差，使同一天线对不同极化波信号的接收测向定位成为现实。同时改变了传统直线式或螺旋式振子定位天线结构上的弊病，彻底地解决了在无线电测向定位中，发射源距离较远时因信号弱难以分辨实际来波方向，距离较近时信号变化不明显或不变化而失去作用的问题。尤其是在同址多信号源的情况下，仍能精确判断出真正的目标信号源，从而实现准确测向定位。

3、本实用新型将天线、接收机、频率计、场强指示表、数码场强表、压控讯响器、激光发射器、数/模转换电路，包括电池、充电插口及联接线都置于构成整体外形的金属屏蔽腔内进行有机结合，改变了传统的天线与设备之间分立暴露式的联接方式，并开创了用激光束对电磁波进行定位的先河，首先实现了集接收、测定、显示、提示为一体的对电磁波进行解调、显示、测向、定位的激光示向数字屏显音调同步提示天线与设备一体化的无线电监测设备。不仅克服了在连接方式上因馈线接触不良或断路给设备带来的显示数值的较大误差和对测向定位准确度的影响，同时将外形设计成枪式结构，具有体积小重量轻、使用方便灵活、便于远程携带、有利伪装和快速行进的特点。

4、由于该实用新型在天线总成内部的两组振子金属连接体之间各振子间距的二分之一处设置了另一电源供电的消扰线圈，该消扰线圈能有效消除现场反射折射波场强大于直射波时带来的强波及特殊环境下的杂波干扰，进一步提高测向定位的准确性。

5、由于该实用新型设置了宽带频率计，不仅方便了测向频率与场强的比对，而且在执行测向任务时，可对其它任何未知高频信号进行测频和对已知频率进行校验。更加灵活方便。

6、本实用新型设计了兼容性较好的充电电路，不仅满足初级为220V、次级输出为6V/9V/12V供电，同时具有正负极性不限、交流直流不限的特点和充电的宽适应性，从而满足任意型充电器使用，给用户带来了更多的便利。

7、除此而外，该实用新型还具有设计构思新颖、结构紧凑合理、性能稳定可靠、定位快速准确、操作简便易行、有效节省时间、提高工作效率、外形美观大方、适合推广应用等优点。

附图说明：

图1是天线设备一体化激光示向宽频带电磁波定位仪的外形结构图；

图2是天线设备一体化激光示向宽频带电磁波定位仪的天线总成结构示意图；

图3、图4是天线设备一体化激光示向宽频带电磁波定位仪的半波振子组结构示意图；

图5是天线设备一体化激光示向宽频带电磁波定位仪的接线图。

具体实施方式：

由图1-图5所示的天线设备一体化激光示向宽频带电磁波定位仪，是采用互Ω式平面形天线振子1，将各典型频段中心频率波长的二分之一长度作为各频段对应各振子1的参考长度，由高段至低段、由短到长做成互Ω式平面形上下对称的振子1，在距前一振子留本振子四分之一波长距离，固接在轴线与各振子呈90°的金属连接体2上，并保证互Ω式平面形振子1的平面(最大接收面)与金属连接体2的轴向相同，且两金属连接体2相互平行，而在同一连接体2上的前后相邻振子1立向呈180°。组成材质及几何尺寸形状相同、带有振子数目相等、极性相反、轴向平行、相互对称、由金属连接体2连接的各对应不同频段波长振子1合成的两个天线振子组。为了消除强波干扰，在两天线振子组的两连接体2之间各振子1间距的二分之一处设置了消扰线圈3，为保证设备具有良好方向性，在天线振子组两侧及后部加装了防扰屏蔽板4，并由所述屏蔽板4、屏蔽板4内的天线振子组和消扰线圈3共同构成天线总成5。在天线总成5的顶部固定一方向指示器19，在屏蔽板4形成的腔体开口内固定有激光发射器6，并由天线总成5、方向指示器19和激光发射器6组成了本发明枪式结构的头部。本发明的其它部件如宽带接收机7、频率计8、场强指示表9、数码场强表10、压控讯响器11、数/模转换电路12、直流电源、电源开关13、充电口14、消扰开关15、音调、音量调节开关16、17、照明开关18均固定在枪身与枪柄部分且置于构成整体外形的金属屏蔽腔内。所述天线总成5接收信号从两金属连接体2同名端用专用电缆引出，在屏蔽腔内与宽带接收机7和频率计8的高频输入端连接，而将频率计8输出端与场强指示表9输入端连接，将宽带接收机7或频率计8的场强模拟信号电压经鉴频端引出接入数/模转换电路12输入，再将数/模转换电路12输出端分别接至数码场强表10、压控讯响器11和激光发射器6的输入控制端。

打开电源开关13本实用新型即可工作，当有正向来波进入天线总成5腔体时，与其频率波长相对应的振子1产生感应电动势形成谐振，由于前后振子1间的距离为1/4波长，所以就产生了此振子1与前振子1和后振子1的谐振感应变化，由于前振子1来波到达角比此振子1提前1/4波长，相位相对提前90°，使此振子1的谐振被到达前振子1时，与前振子1导体上的电流方向相同，场强叠加，电动势一致，使此方向的信号得到增强。前振子1起了有源引向器的作用。而后振子1来波到达角比此振子至少落后1/4波长，其相位滞后90°，在此振子1的谐振波到达后振子1时相位差180°，电流方向相反，电动势相反。使此方向的信号受到最大程度的减弱，后振子1起到了有源反射器的作用。使整体天线振子组具有单方向的接收特性，加之两侧及后部设置金属屏蔽体4及缝隙朝向限制，使此天线具有极锐的方向性。因此当发射源发射的电磁波由正向开口进入并与之频率波长相对应的振子1产生谐振时，谐振的高频信号通过天线总成5的上下半波振子1，经振子组金属连接体2同名端由馈缆分别送入宽带接收机7和频率计8的高频输入端。宽带频率计8的频率信号同时送入场强指示表9指示，在宽带接收机7混频后的鉴频部位即鉴频端取出频率场强模拟信号变化电压，经数/模转换电路12变成数字信号再作放大处理，将场强-120dB至-26dB间强度的变化，变换成范围为0.001-2V数字电压，作为对数、声、光的同步控制信号。具体将其分成三路：1路送至数码场强表10作相应数值显示；第2路用来控制方波音频压控讯响器11，根据收到相应场强信号大小，在0.001-2V电压变化范围内，对应发出40-20000赫兹方波音频声调的听觉信息；第3路送至激光发射器6输入控制端。为了直观指示最强信号时的来波方向，本发明采用激光束发射作为方位指示。在场强信号电压达到设定的门限值时，激光发射器6自动导通，使之发出激光束指示。该激光束可在100米距离内准确定位电波辐射源。激光束照射的位置就是电波发射源位置。另外，根据实际使用时可能出现的现场反射折射波场强大于直射波的情况即有强波干扰时，可打开天线消扰开关15避开干扰。为了方便夜间操作，在接收机7屏蔽盒内设置了照明灯，由照明开关18控制。考虑对设备充电的宽适应性，设计了兼容性较强的充电电路及充电口14，凡初极220V次极输出为6V/9V/12V正负极性不限、交流直流不限的任意型充电器都可使用。机内电池充满电后，满负荷工作时间大于6小时。为便于操作和携带，本仪器设计成挎带式微冲枪形，全部重量含电池为1.77Kg。操作简便，实用性强。

Claims (2)

1.一种天线设备一体化激光示向宽频带电磁波定位仪，包括宽带接收机(7)、频率计(8)、场强指示表(9)、数码场强表(10)、压控讯响器(11)、直流电源、电源开关(13)，还包括数/模转换电路(12)、激光发射器(6)、方向指示器(19)、充电口(14)、消扰开关(15)和音调、音量调节开关(16、17)、照明开关(18)，其特征在于：该定位仪设置了以互Ω式平面形振子(1)构成的天线总成(5)，将该天线总成(5)及其它所有部件均置于为一开口端构成的整体外形金属屏蔽腔内，且将天线总成(5)输出经馈缆与宽带接收机(7)、频率计(8)的高频输入端连接，而频率计(8)输出端与场强指示表(9)输入相连接，将宽带接收机(7)或频率计(8)的鉴频端引出接入数/模转换电路(12)输入，再将数/模转换电路(12)输出端分别接至数码场强表(10)、压控讯响器(11)和激光发射器(6)输入控制端构成。

2.根据权利要求1所述的天线设备一体化激光示向宽频带电磁波定位仪，其特征在于：天线总成(5)是采用互Ω式平面形天线振子(1)的两个材质及几何尺寸形状相同、带有振子数目相等、极性相反、轴向平行、相互对称、由两平行的金属连接体(2)连接的各对应不同频段波长振子(1)合成的两个天线振子组，在两振子组金属连接体(2)之间各振子(1)间距的二分之一处设置消扰线圈(3)，及在天线振子组两侧和后部所设防扰屏蔽板(4)结合起来构成。

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