CN212008899U - 一种可快速部署的双通道九振元监测测向系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种可快速部署的双通道九振元监测测向系统，其特征在于,包括天线端和射频采集处理端，所述天线端包括九振元低端测向天线、九振元高端测向天线和天线阵列控制单元，所述射频采集处理端包括4G通信网络交换单元、直流供电单元、可控频率校准单元、中频数字处理单元、双通道射频接收单元、中频放大单元。本实用新型提供了采用天线阵与监测测向单元一体化的设计，体积小重量轻，可以实现单人搬移，一分钟内便可以完成设备部署，解决了常规系统部署复杂的问题；利用了射频融合技术，可支持20～8000MHz的监测测向及信号分析业务，准确定位干扰信号，减轻无线电管理部门工作人员的工作负担。

Description

一种可快速部署的双通道九振元监测测向系统

技术领域

本实用新型涉及无线电信号监测领域，具体地说，是涉及一种可快速部署的双通道九振元监测测向系统。

背景技术

在无线电管理部门的日常干扰信号排查以及重大活动保障工作中，常规采用的监测测向系统主要有无线电监测车、手持式监测测向设备或可搬移式监测测向系统，但是这些设备在一定程度上限制了它们的应用场景，有一定的局限性，例如无线电监测车搭载设备虽然性能优越，但在复杂的城市电磁环境中，仅能在地面进行作业，且测向抗多径效应能力差，楼宇的遮挡会导致实际测向质量较差，而且无线电监测车成本昂贵，另外，无线电监测车搭载设备在需要协调调度的工作中，也会存在问题。

而手持式监测测向设备虽然在抵近查找上有优势，但是在早期的干扰信号发现和定位上测向准确度较粗略，通常只能应用于信号排查的最后一个环节；现有的可搬移式设备虽然能够满足测向需要，可是在重量、体积，以及安装部署架设上都存在缺陷，测向上也不支持同频信号测向，造成无线电管理部门使用起来较为困难，且操作难度高。

以上问题，值得解决。

发明内容

为了克服现有的技术的不足，本实用新型提供一种可快速部署的双通道九振元监测测向系统。

本实用新型技术方案如下所述：

一种可快速部署的双通道九振元监测测向系统，其特征在于,包括天线端和射频采集处理端，所述天线端包括九振元低端测向天线、九振元高端测向天线和天线阵列控制单元，所述天线阵列控制单元分别与所述九振元低端测向天线、所述九振元高端测向天线连接；所述射频采集处理端包括4G通信网络交换单元、直流供电单元、可控频率校准单元、中频数字处理单元、双通道射频接收单元、中频放大单元，所述4G通信网络交换单元通过网线与所述中频数字处理单元连接，所述中频数字处理单元分别与所述天线阵列控制单元、所述中频放大单元、所述可控频率校准单元和所述直流供电单元连接，所述双通道射频接收单元分别与所述可控频率校准单元、所述中频放大单元、所述天线阵列控制单元和所述中频数字处理单元连接，所述直流供电单元通过DC滤波器连接所述可控频率校准单元。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，所述4G通信网络交换单元包括4G路由器、网口滤波器，所述直流供电单元包括第一DC滤波器、第二DC滤波器、DC/DC开关电源，所述可控频率校准单元包括相互连接的MCU控制单元和射频激励校准单元，所述中频数字处理单元包括可编程门阵列载板FPGA。

所述中频数字处理单元通过所述可编程门阵列载板FPGA控制天线控制板，通过RS232串口与所述MCU控制单元连接，所述天线阵列控制单元分别与所述射频激励校准单元、所述双通道射频接收单元连接，所述双通道射频接收单元分别与所述射频激励校准单元和所述4G路由器连接，所述中频放大单元与所述MCU控制单元连接，所述第一DC滤波器一端连接电源适配器，另一端连接所述DC/DC开关电源，所述DC/DC开关电源分别与所述中频数字处理单元、所述第二DC滤波器连接，所述第二DC滤波器另一端连接所述射频激励校准单元，所述4G路由器分别与4G天线、所述网口滤波器连接，所述网口滤波器另一端连接客户机。

进一步的，所述中频数字处理单元还包括ADC电路、DDR2电路、外围接口电路。

进一步的，所述天线阵列控制单元包括信号接收电路、控制电路、射频开关阵。

进一步的，所述九振元低端测向天线包括天线增益放大电路，采用偶级子天线，接收20-1300MHz信号；所述九振元高端测向天线采用无源圆锥天线，接收1300-6000MHz信号。

进一步的，所述双通道射频前端接收单元采用了超外差式接收机结构。

进一步的，所述直流供电单元还包括BUCK降压电路、BOOST升压电路、稳压电路、滤波电路。

进一步的，所述双通道射频接收单元包括低噪声放大器电路、预选取器电路、信号放大电路、一级混频电路、一级滤波电路、二级混频电路、二级滤波电路以及中频滤波、中放放大电路。

根据上述方案的本实用新型，其有益效果在于：

本实用新型采用天线阵与监测测向单元一体化的设计，重量仅10KG以内，体积仅为340mm*ϕ470mm ，可以实现单人搬移，一分钟内便可以完成设备部署，解决了常规系统部署复杂，设备使用率不高以及无法满足快速机动完成无线电监测测向需求的问题；本实用新型利用了射频融合技术，可支持20～8000MHz的监测测向及信号分析业务，与固定站性能相当的测向系统，准确定位干扰信号，减轻无线电管理部门工作人员的工作负担。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图。

图2为本实用新型的实物示意图。

图3为本实用新型的系统结构图。

图4为本实用新型中系统天线端结构图。

图5为本实用新型中系统射频采集处理端结构图。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型的目的、技术方案以及技术效果，以下结合附图和实施例对本实用新型进行进一步的讲解说明。同时声明，以下所描述的实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，一种可快速部署的双通道九振元监测测向系统包括天线端和射频采集处理端，天线端包括九振元低端测向天线、九振元高端测向天线和天线阵列控制单元，射频采集处理端包括4G通信网络交换单元、直流供电单元、可控频率校准单元、中频数字处理单元、双通道射频接收单元、中频放大单元。

4G通信网络交换单元包括4G路由器、网口滤波器，直流供电单元包括第一DC滤波器、第二DC滤波器、DC/DC开关电源，可控频率校准单元包括相互连接的MCU控制单元和射频激励校准单元，中频数字处理单元包括可编程门阵列载板FPGA。

天线阵列控制单元分别与九振元低端测向天线、九振元高端测向天线连接，实现高低端九个天线振元的组合打通和断开的选择，输出两个通道射频信号。中频数字处理单元通过可编程门阵列载板FPGA控制天线控制板，分别与天线阵列控制单元和双通道射频接收单元连接，通过网线与4G路由器连接，通过RS232创口与MCU控制单元连接，指挥可编程门阵列载板对射频前端接收机完成天线端的无线电信号采集，并对信号进行数字化处理，再将处理后的信号返回给上层软件。

天线阵列控制单元分别与射频激励校准单元、双通道射频接收单元连接。双通道射频接收单元分别与射频激励校准单元、中频放大单元、4G路由器连接，双通道射频接收单元实现由射频信号到中频信号的转换过程，同时为中频数字处理器提供工作时钟；主要对射频前端中频输出进行放大，提高系统监测测向灵敏度。中频放大单元与MCU控制单元连接，主要为算法需要提供一路电平校准输出。

第一DC滤波器一端连接电源适配器，另一端连接DC/DC开关电源，DC/DC开关电源分别与中频数字处理单元、第二DC滤波器连接，第二DC滤波器另一端连接射频激励校准单元，4G路由器分别与4G天线、网口滤波器连接，网口滤波器另一端连接客户机。系统中使用的嵌入式计算机包括CPU电路、DDR3电路、TYPE6外围结构电路，实现数据上层处理和底层功能业务。

如图2所示，为本实用新型的搭载的实物，重量仅10KG以内，体积仅为340mm*ϕ470mm ，可以实现单人搬移，一分钟内便可以完成设备部署，解决了常规系统部署复杂。

如图3所示，将系统分为天线端和射频采集处理端。再通过特制线缆以及结构上的电磁兼容设计进行连接保证无电磁干扰辐射，影响自身系统的无线电接收。其中射频采集处理端腔体结构采用整块铝合金铣制而成，与天线端盖板固定孔采用低间隙设计，连接处开有方槽，放置导电橡胶条，保证天线端盖板与射频采集端腔体有效无缝接触，以上措施尽量保证对无线电高频辐射信号的有效衰减和屏蔽。

如图4所示，一种可快速部署的双通道九振元监测测向系统天线端主要由天线阵列控制单元以及高低端测向天线等构成，天线阵列控制系统主要负责按照算法设计要求进行高低端天线的阵列切换，完成九振元天线阵列的切换和信号输出，采用圆形结构设计，保证各个振元到天线阵列控制单元的最短距离，提高各天线到天线阵列控制单元的幅度相位一致性。高低端天线主要负责与无线电信号频率进行匹配，完成信号的接收，其中低端采用偶级子天线，设计有天线增益放大电路，高端采用无源圆锥天线。

如图5所示，本发明一种可快速部署的双通道九振元监测测向系统射频采集处理端主要由直流供电单元、双通道射频前端接收单元、频率校准单元、中频数字处理单元、中频放大单元、4G通信网络交换单元、滤波器等构成。其中直流供电单元为整个系统提供电源。双通道射频前端接收单元采用了超外差式接收机结构，负责接收两个天线通道的无线电射频信号，并通过二级混频将高频信号转换至中频输出。频率校准单元输出校准频率信号到天线阵列控制单元。中频数字处理单元负责对射频前端输出的中频信号进行信号采集和数字下变频处理，并完成监测、测向业务，通过网络输出数据。中频放大单元主要对射频前端输出的中频信号进行放大，提高系统监测测向灵敏度。各级滤波器及滤波连接器主要负责提高系统电磁兼容性，保证系统自身不会产生辐射干扰自身系统。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种可快速部署的双通道九振元监测测向系统，其特征在于,包括天线端和射频采集处理端，所述天线端包括九振元低端测向天线、九振元高端测向天线和天线阵列控制单元，所述天线阵列控制单元分别与所述九振元低端测向天线、所述九振元高端测向天线连接；

所述射频采集处理端包括4G通信网络交换单元、直流供电单元、可控频率校准单元、中频数字处理单元、双通道射频接收单元、中频放大单元，所述4G通信网络交换单元通过网线与所述中频数字处理单元连接，所述中频数字处理单元分别与所述天线阵列控制单元、所述中频放大单元、所述可控频率校准单元和所述直流供电单元连接，所述双通道射频接收单元分别与所述可控频率校准单元、所述中频放大单元、所述天线阵列控制单元和所述中频数字处理单元连接，所述直流供电单元通过DC滤波器连接所述可控频率校准单元。

2.根据权利要求1所述的一种可快速部署的双通道九振元监测测向系统，其特征在于，所述4G通信网络交换单元包括4G路由器、网口滤波器，所述直流供电单元包括第一DC滤波器、第二DC滤波器、DC/DC开关电源，所述可控频率校准单元包括相互连接的MCU控制单元和射频激励校准单元，所述中频数字处理单元包括可编程门阵列载板FPGA；

所述中频数字处理单元通过所述可编程门阵列载板FPGA控制天线控制板，通过RS232串口与所述MCU控制单元连接，所述天线阵列控制单元分别与所述射频激励校准单元、所述双通道射频接收单元连接，所述双通道射频接收单元分别与所述射频激励校准单元和所述4G路由器连接，所述中频放大单元与所述MCU控制单元连接，所述第一DC滤波器一端连接电源适配器，另一端连接所述DC/DC开关电源，所述DC/DC开关电源分别与所述中频数字处理单元、所述第二DC滤波器连接，所述第二DC滤波器另一端连接所述射频激励校准单元，所述4G路由器分别与4G天线、所述网口滤波器连接，所述网口滤波器另一端连接客户机。

3.根据权利要求2所述的一种可快速部署的双通道九振元监测测向系统，其特征在于，所述中频数字处理单元还包括ADC电路、DDR2电路、外围接口电路。

4.根据权利要求2所述的一种可快速部署的双通道九振元监测测向系统，其特征在于，所述天线阵列控制单元包括信号接收电路、控制电路、射频开关阵。

5.根据权利要求2所述的一种可快速部署的双通道九振元监测测向系统，其特征在于，所述九振元低端测向天线包括天线增益放大电路，采用偶级子天线，接收20-1300MHz信号；

所述九振元高端测向天线采用无源圆锥天线，接收1300-6000MHz信号。

6.根据权利要求2所述的一种可快速部署的双通道九振元监测测向系统，其特征在于，所述双通道射频前端接收单元采用了超外差式接收机结构。

7.根据权利要求2所述的一种可快速部署的双通道九振元监测测向系统，其特征在于，所述直流供电单元还包括BUCK降压电路、BOOST升压电路、稳压电路、滤波电路。

8.根据权利要求2所述的一种可快速部署的双通道九振元监测测向系统，其特征在于，所述双通道射频接收单元包括低噪声放大器电路、预选取器电路、信号放大电路、一级混频电路、一级滤波电路、二级混频电路、二级滤波电路以及中频滤波、中放放大电路。

Images