CN214540009U - 一种双无人机协同的极化测量系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种双无人机协同的极化测量系统，包括垂直极化天线、水平极化天线和数字接收机，其特征在于还包括至少一对无人机，所述垂直极化天线和水平极化天线分别设置在两个无人机上且保持垂直，一对所述无人机上均还设置有微波组件，所述微波组件和数字采集模块连接，所述数字采集模块和数字接收机连接，所述数字接收机和主控模块连接，所述主控模块和通信模块连接。本实用新型，能够有效减少极化测量时单架无人机上的电子载荷设备量，延长无人机续航时间。
Description
技术领域
本实用新型涉及雷达信号模拟、雷达对抗、雷达信号识别等技术领域，具体为一种双无人机协同的极化测量系统。
背景技术
雷达天线极化特性在雷达信号模拟、雷达对抗、雷达信号识别等领域均有重要意义。在雷达信号模拟领域，雷达天线极化测量为真实模拟雷达信号特性提供依据。在雷达对抗领域，雷达天线极化测量是雷达干扰效率的重要保证。在雷达侦察系统中，雷达天线计划测量有助于电子情报数据的分析，并帮助理解雷达的功能。
天线极化可以采用图1所示的通用的椭圆极化数学模型，其他的极化类型均为椭圆极化的特例。其中，x-y为方位向和俯仰向构成的标准坐标系，x1-y1为天线极化椭圆的参考坐标系。天线极化特性由轴比r、倾角α以及旋转方向决定。
其中，EX为水平极化波的幅度，Ey为垂直极化波的幅度，δ为水平极化波和垂直极化波之间的相位差。
下表1中给出了各种雷达常用的极化方向的数学模型参数化表示。
极化特性测量优先采用相位-幅度法，其系统原理如图1所示。该系统需要配置双天线，其中一个为水平极化天线，另一个为垂直极化天线。双通道数字接收机完成对两个天线接收信号幅度EX、Ey和相位差δ的测量。极化特性分析模块将根据(式-1)测量轴比，(式-2)测量倾角，根据表格中的准则确定旋转方向和极化类型。
近年来，随着微型无人机在各行各业的发展和应用，基于微型无人机的雷达信号模拟器、雷达干扰系统、雷达侦察系统也不断涌现。利用无人机在三维空间自由运动的特性，可以解决传统雷达模拟器缺少机动性、受地杂波影响大、难以实现多模拟器协同和组网等长期存在的问题。利用无人机可以抵近敌方的优势，进行近距离侦察或干扰，获取电子战优势。为了保证无人机的续航时间，无人机上的载荷设备需要小型化、重量轻的设计。图2中所示为传统的极化测量系统，位于单个无人机上。为了测量极化引入了多个天线、微波通道和数字接收机通道，增加了无人机电子载荷的尺寸、重量，不能适应无人机的应用需求。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种双无人机协同的极化测量系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种双无人机协同的极化测量系统，包括垂直极化天线、水平极化天线和数字接收机，还包括至少一对无人机，所述垂直极化天线和水平极化天线分别设置在两个无人机上且保持垂直，一对所述无人机上均还设置有微波组件，所述微波组件和数字采集模块连接，所述数字采集模块和数字接收机连接，所述数字接收机和主控模块连接，所述主控模块和通信模块连接。
优选的，所述数字采集模块采用模数转换电路。
优选的，所述主控模块采用CPU、FPGA或DSP嵌入式系统架构。
优选的，所述微波组件采用变频、滤波器件组合。
优选的，所述通信模块采用2G/3G/4G/5G或WLAN模块。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型，能够有效减少极化测量时单架无人机上的电子载荷设备量，延长无人机续航时间。
附图说明
图1为本实用新型的极化的数学模型图；
图2为现有技术的结构示意图；
图3为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图3，本实用新型提供一种技术方案：一种双无人机协同的极化测量系统，包括垂直极化天线、水平极化天线和数字接收机，还包括至少一对无人机，垂直极化天线和水平极化天线分别设置在两个无人机上且保持垂直，一对无人机上均还设置有微波组件，微波组件和数字采集模块连接，数字采集模块和数字接收机连接，数字接收机和主控模块连接，主控模块和通信模块连接。
数字采集模块采用模数转换电路完成将数据的采样以及将模拟数据转换为数字数据的功；
主控模块采用CPU、FPGA或DSP等嵌入式系统架构，实现控制功能；
微波组件采用变频、滤波等器件组合，实现信号的高质量侦收以及射频到中频数据的转换；
通信模块采用2G/3G/4G/5G或WLAN等无线通信收发技术实现无线通信功能；
工作原理：本发明至少包含两架无人机，即无人机1及无人机2。每架无人机均包含用于接收雷达信号的处理通道，以及用于与另外无人机通信的处理通道。雷达信号处理通道包括接收天线，微波组件，数字采集模块，数字接收机及主控模块。通信通道包括接收通信信号的天线及包含微波、数字等处理功能的通信模块。与传统的极化测量系统的不同之处在于：
(1)接收雷达信号的两个极化方向的天线分别安装在两架无人机上，且相互之间保持垂直；
(2)两架无人机之间有通信功能。
无人机1将飞行航迹(经度、纬度、高度、时间等)、自身惯导信息(等控制信息发送给无人机2。在飞行过程中，无人机2与无人机1姿态需要始终保持一致。
无人机2接收雷达信号，将处理的结果通过通信链路发送给无人机1。
无人机1通过自身的雷达信号处理通道获取到垂直极化方向接收到的雷达信号的幅度和相位，并结合无人机2发送来的水平极化方向接收到的雷达信号的幅度和相位，得到水平方向的幅度Ex，垂直方向的幅度Ey以及水平和垂直方向之间的相位差；
根据式-1计算水平和垂直方向的幅度比r＝Ex/Ey；
根据式-2，计算水平和垂直方向的相位差δ；
根据幅度比r、相位差δ查表1，得到雷达信号天线极化方向的测量结果。
表1各种极化的数学模型
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种双无人机协同的极化测量系统，包括垂直极化天线、水平极化天线和数字接收机，其特征在于还包括至少一对无人机，所述垂直极化天线和水平极化天线分别设置在两个无人机上且保持垂直，一对所述无人机上均还设置有微波组件，所述微波组件和数字采集模块连接，所述数字采集模块和数字接收机连接，所述数字接收机和主控模块连接，所述主控模块和通信模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种双无人机协同的极化测量系统，其特征在于：所述数字采集模块采用模数转换电路。
3.根据权利要求1所述的一种双无人机协同的极化测量系统，其特征在于：所述主控模块采用CPU、FPGA或DSP嵌入式系统架构。
4.根据权利要求1所述的一种双无人机协同的极化测量系统，其特征在于：所述微波组件采用变频、滤波器件组合。
5.根据权利要求1所述的一种双无人机协同的极化测量系统，其特征在于：所述通信模块采用2G/3G/4G/5G或WLAN模块。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202120818454.5U CN214540009U (zh) | 2021-04-20 | 2021-04-20 | 一种双无人机协同的极化测量系统 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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|---|---|
| CN214540009U true CN214540009U (zh) | 2021-10-29 |
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ID=78274679
Family Applications (1)
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| CN202120818454.5U Active CN214540009U (zh) | 2021-04-20 | 2021-04-20 | 一种双无人机协同的极化测量系统 |
Country Status (1)
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|---|---|
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2021
- 2021-04-20 CN CN202120818454.5U patent/CN214540009U/zh active Active
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