CN212410844U - 基于阵列波束提升相位信号灵敏度的测向电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于阵列波束提升相位信号灵敏度的测向电路，包括天线单元、脉冲采集板卡、校正信号发生板卡和本振信号发生板卡；天线单元包括四路天线构成的天线阵列，每路天线接收一路信号送入一路AD采样通道中，校正信号发生板卡用于向每一路AD采样通道提供校正信号；在每一路AD采样通道上设置有正交变频模块，本振信号发生板卡用于向每一个正交变频模块提供本振频率信号；在脉冲采集板卡上还设置有信号处理核心单元，信号处理核心单元根据四路AD采样通道所采集的信号确定电磁信号的方位信息。其效果是：在较强的电磁背景噪声中能够提取出微弱的电磁信号，使得探测的灵敏度显著提升，同时使用天线阵列可以将系统的测向精度提高。

Description

基于阵列波束提升相位信号灵敏度的测向电路

技术领域

本实用新型涉及无线电测向技术，具体地讲，是一种基于阵列波束提升相位信号灵敏度的测向电路。

背景技术

随着无线电事业的发展，无线电品牌资源日趋紧张，无线电干扰事件日趋频繁，干扰信号通过直接耦合或间接耦合方式进入接收设备信道或系统，它可对无线通信所需接收信号的接收产生影响，导致性能下降，质量恶化，信息误差或丢失，甚至阻断通信的进行。

通过无线电测向可以尽快的发现干扰源，而现有技术通常使用单个天线对辐射源进行探测，在信号功率较小、信噪比较低的时候，不能有效的探测到辐射信号源，且容易出现较多的虚假信号。并且单个天线，在探测辐射源的方位时，误差较大。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提出一种基于阵列波束提升相位信号灵敏度的测向电路，由于天线阵列的存在，每一路天线获得的信号的相位与幅度均不相同，因此我们可以通过相位、幅度的变化通过仿真计算得出辐射的方位信息，提升测向精度。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种基于阵列波束提升相位信号灵敏度的测向电路，其关键在于，包括天线单元、脉冲采集板卡、校正信号发生板卡和本振信号发生板卡；

所述天线单元包括四路天线构成的天线阵列，每路天线接收一路信号送入所述脉冲采集板卡的一路AD采样通道中，所述校正信号发生板卡用于向所述脉冲采集板卡的每一路AD采样通道提供校正信号；在每一路AD采样通道上设置有正交变频模块，所述本振信号发生板卡用于向每一个正交变频模块提供本振频率信号；在所述脉冲采集板卡还设置有信号处理核心单元，所述信号处理核心单元用于根据四路AD采样通道所采集的信号确定电磁信号的方位信息。

可选地，所述天线单元中的四路天线按照圆阵或线阵设置。

可选地，每一路天线均依次连接有低噪声放大器和功分器。

可选地，在每一路正交变频模块的输入端设置有一个选通模块，所述选通模块的一个输入端接所述功分器的输出端，所述选通模块的另一个输入端接所述校正信号发生板卡输出的一路校正信号。

可选地，所述脉冲采集板卡上设置有电源模块、稳相晶振单元、DDR3存储模块、FLASH存储莫、时钟模块和通信模块。

可选地，所述通信模块包括Ethernet单元和RJ45接口。

可选地，所述RJ45接口通过无线网络工控计算机组件接入无线网络。

可选地，所述RJ45接口还通过电光转换组件接入单模光纤网络。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的电路，在较强的电磁背景噪声中能够提取出微弱的电磁信号，使得探测的灵敏度显著提升，同时使用天线阵列可以提高系统的测向精度。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理框图；

图2为本实用新型具体实施例中的天线阵列结构图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和说明书附图对本实用新型作进一步说明，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1和图2所示，本实施例提供的一种基于阵列波束提升相位信号灵敏度的测向电路，包括天线单元、脉冲采集板卡、校正信号发生板卡、本振信号发生板卡、工控计算机组件和电光转换组件；

通过图2可以看出，本实施例所采用的天线单元由A、B、C、D四路天线组成的圆形天线阵列，每一个天线会收到一路信号，通过对四路信号卷积处理可以显著提升系统的接受灵敏度。通过对四路信号的相位、幅度信息进行处理可以精确的计算出辐射源的方位。

具体实施时，每路天线接收一路信号，依次经过低噪声放大器(LNA)、功分器、正交变频模块送入所述脉冲采集板卡的一路AD采样通道中(即ADC模块)，校正信号发生板卡用于向所述脉冲采集板卡的每一路AD采样通道提供校正信号；本振信号发生板卡用于向每一个正交变频模块提供本振频率信号；在脉冲采集板卡还设置有信号处理核心单元，所述信号处理核心单元用于根据四路AD采样通道所采集的信号确定电磁信号的方位信息。

具体实施时，脉冲采集板卡上设置有电源模块、稳相晶振单元、DDR3存储模块、FLASH存储莫、时钟模块和通信模块，通信模块包括Ethernet单元和RJ45接口，通过图1可以看出，本实施例中的RJ45接口通过无线网络工控计算机组件接入无线网络，同时RJ45接口还通过电光转换组件接入单模光纤网络。从而可以即时的将测向结果上次到远程控制中心。

在具体实施时，在每一路正交变频模块的输入端设置有一个选通模块，所述选通模块的一个输入端接所述功分器的输出端，所述选通模块的另一个输入端接所述校正信号发生板卡输出的一路校正信号，图中以开关切换的形式表示选通模块，可以根据需求选择是否利用校正信号进行系统校正。

采用上述电路来提高系统对于微弱电磁信号的探测灵敏度，其阵列类型包括且不限于圆阵、线阵；提取相参信号的方法包括且不限于卷积。利用天线阵列获取多路信号的相位、幅度信息来计算出辐射源的方位，可利用的信号包括且不限于相位、幅度，计算方法包括不限于干涉仪测向、比幅测向算法等。相比于传统的单天线测向电路而言，灵敏度和精度可以明显提升。

最后需要说明的是，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改性、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

最后需要说明的是，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改性、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于阵列波束提升相位信号灵敏度的测向电路，其特征在于，包括天线单元、脉冲采集板卡、校正信号发生板卡和本振信号发生板卡；

所述天线单元包括四路天线构成的天线阵列，每路天线接收一路信号送入所述脉冲采集板卡的一路AD采样通道中，所述校正信号发生板卡用于向所述脉冲采集板卡的每一路AD采样通道提供校正信号；在每一路AD采样通道上设置有正交变频模块，所述本振信号发生板卡用于向每一个正交变频模块提供本振频率信号；在所述脉冲采集板卡还设置有信号处理核心单元，所述信号处理核心单元用于根据四路AD采样通道所采集的信号确定电磁信号的方位信息。

2.根据权利要求1所述的基于阵列波束提升相位信号灵敏度的测向电路，其特征在于，所述天线单元中的四路天线按照圆阵或线阵设置。

3.根据权利要求1或2所述的基于阵列波束提升相位信号灵敏度的测向电路，其特征在于，每一路天线均依次连接有低噪声放大器和功分器。

4.根据权利要求3所述的基于阵列波束提升相位信号灵敏度的测向电路，其特征在于，在每一路正交变频模块的输入端设置有一个选通模块，所述选通模块的一个输入端接所述功分器的输出端，所述选通模块的另一个输入端接所述校正信号发生板卡输出的一路校正信号。

5.根据权利要求1所述的基于阵列波束提升相位信号灵敏度的测向电路，其特征在于，所述脉冲采集板卡上设置有电源模块、稳相晶振单元、DDR3存储模块、FLASH存储莫、时钟模块和通信模块。

6.根据权利要求5所述的基于阵列波束提升相位信号灵敏度的测向电路，其特征在于，所述通信模块包括Ethernet单元和RJ45接口。

7.根据权利要求6所述的基于阵列波束提升相位信号灵敏度的测向电路，其特征在于，所述RJ45接口通过无线网络工控计算机组件接入无线网络。

8.根据权利要求6或7所述的基于阵列波束提升相位信号灵敏度的测向电路，其特征在于，所述RJ45接口还通过电光转换组件接入单模光纤网络。

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