[发明专利]一种空间场强测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及场强测量领域，特别涉及一种空间场强测量系统。

背景技术

随着海军通信技术的不断发展，在海军通信和指挥系统中，为满足长距离通信、对空指挥、岸台通信指挥等要求，海军岸基、观通站、通信台站、机场、舰船等均配备了大量的短波与超短波电台，各种不同功率、不同类型的短波天线在通信和指挥系统中发挥着不可或缺的作用。

短波天线在设计或生产时，天线设计人员会对天线的性能进行理论计算或仿真模拟，在天线出厂、交付、安装、使用之前，一般要求在实验室或外场条件下进行性能评测。在实际的使用过程中，由于环境因素的影响，这些天线的实际性能与建模计算和仿真的结果有所不同，也和实验室的测试结果有所差异，尤其是天线安装、使用一段时间后，由于物理或机械结构的变化，可能会出现性能下降，影响天线的收发性能。为保障海军通信和指挥的可靠畅通，需要定期或不定期对天线的实际性能进行检测。

短波天线的实际性能主要采用辐射方向图表示。天线作为电磁辐射源，会在自己周围产生交变电磁场，而这个交变电磁场可粗略划分为性质不同的两个部分；感应场(也就是电磁能量在辐射源周围与辐射源之间来回流动而不向外发射出去的部分)和辐射场(电磁能量能脱离辐射源，以电磁波的形式向外发射的部分)；在离辐射源(天线)近的区域，感应场较强，但感应场随距离衰减很快，到了一定的距离以外，感应场相比辐射场可以忽略；作为远距离通信使用的短波天线，其性能考核主要以辐射场为基础进行，所以，在测试短波天线性能时，要满足一定的测试距离，使这个距离上测量的天线参数可以忽略感应场，而在辐射场起主要作用的条件下得到的，也就是所谓的满足远场测试条件。

对短波天线而言，设测试距离为r；辐射源辐射的电磁波波长为λ；天线尺寸为D，则远场测试条件为r＞10λ且

在满足远场测试条件的情况下，短波天线的辐射方向图和场强分布图是一致的，因此，实际测量天线性能时，只需要测试满足远场测试条件的场强分布图即可。

对于海军通用的大尺寸短波天线，由于建设安装的地理环境普遍为山地、丘林、海岸等，采用传统的远场天线现场测量方法需克服诸多不利因素，不仅浪费大量的人力、物力、财力和时间，而且很多情况下，还无法进行。

发明内容

为了解决现有技术中采用传统的远场天线现场测量方法需克服诸多不利因素，不仅浪费大量的人力、物力、财力和时间的问题，本发明实施例提供了一种空间场强测量系统。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种空间场强测量系统，所述空间场强测量系统包括：无人机、测量装置和地面处理装置，所述测量装置设置在所述无人机上；所述测量装置包括：测量探头、采集模块、数据处理模块和控制模块；所述测量探头包括：三维场强测量天线和定位单元，所述三维场强测量天线用于探测X轴、Y轴和Z轴上的场强分量，得到场强信号，所述X轴、Y轴和Z轴分别位于三个任意正交的方向上；所述定位单元用于对所述无人机进行定位，得到位置信号；所述采集模块用于对所述场强信号和所述位置信号进行采样；所述数据处理模块用于将所述采集模块采样到的场强分量合成为场强值，将所述场强值与对应的位置存储在存储器内或通过无线传输至所述地面处理装置；所述控制模块用于控制所述采集模块的采样位置，并控制所述无人机在预定轨迹上飞行；所述地面处理装置包括处理模块，所述处理模块用于根据所述场强值与对应的位置，绘制出空间场强分布图。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述三维场强测量天线包括分别设置在X、Y、Z轴方向上的相互独立的三组测量天线。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述三维场强测量天线为三维有源接收天线。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述测量探头还包括电光转换单元和光信号传输单元，所述电光转换单元的输入端与所述三维场强测量天线的输出端连接，所述电光转换单元的输出端与所述光信号传输单元连接。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述空间场强测量系统还包括光电转换模块，所述光电转换模块的输入端与所述光信号传输单元连接，所述光电转换模块的输出端与所述采集模块连接。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述控制模块用于控制所述无人机在预定轨迹上飞行两次，并控制所述采集模块在两次飞行过程中分别在第一采样点序列和第二采样点序列进行数据采集，所述第一采样点序列和第二采样点序列上的点均匀分布在所述预设轨迹上，且所述第一采样点序列上的点和所述第二采样点序列的点交替排布。