[发明专利]一种大孔径二维短波测向系统

说明书

本发明公开了一种大孔径二维短波测向系统，涉及通信对抗领域和频谱监测领域。其包括天线阵、窄带测向系统、宽带测向系统，以及监测与信号分析系统。本发明设计并实现了一种测向精度高、作用距离远、同频信号抗扰度强、同频多信号处理能力高、具有单站定位能力的大孔径二维短波测向系统，具有测向精度高、作用距离远、同频信号抗扰度强、同频多信号处理能力高、具备单站定位能力等优点，可适用于通信对抗、无线电监测、频谱管理等应用领域。其性能可靠，具有较强的推广应用价值。

技术领域

本发明涉及通信对抗技术领域和频谱监测技术领域，特别是指一种大孔径二维短波测向系统。

背景技术

通信对抗和频谱监测领域涉及侦察测向大孔径天线阵列设计及实现技术、数字波束形成与模拟波束形成融合一体化技术、宽带监测与测向信道化技术、复杂电磁环境下的鲁棒二维空间谱估计测向算法设计与实现技术等关键技术。

目前，公开文献中对于通信对抗和频谱监测的研究主要集中于天线阵列孔径较小的设备或系统，功能较为单一。此外，在公开发表的文献中，国内外学者主要侧重于二维阵列处理算法的研究，尚未见集大孔径天线阵列设计及实现技术、数字波束形成与模拟波束形成融合一体化技术、宽带监测与测向信道化技术、复杂电磁环境下的鲁棒二维空间谱估计测向算法设计与实现技术于一体的测向系统。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种大孔径二维短波测向系统，其具有测向精度高、作用距离远、同频信号抗扰度强、同频多信号处理能力高、具备单站定位能力等优点。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种大孔径二维短波测向系统，其包括天线阵、窄带测向系统、宽带测向系统，以及监测与信号分析系统；

所述天线阵包括一个阵列孔径为340米的外层圆阵、一个阵列孔径为120米的内层圆阵以及一个位于阵列圆心处的中心阵元，外层圆阵和内层圆阵上分别均匀分布有36个阵元；

所述窄带测向系统包括窄带测向天线切换器、短波信道单元和窄带测向处理单元；所述窄带测向天线切换器内部含有校准源，用于在窄带测向处理单元的控制下实现校准信号、外层天线信号以及内层天线信号的切换；所述短波信道单元用于对射频信号进行预选、变频、滤波和放大，并输出中频信号至窄带测向处理单元；所述窄带测向处理单元用于对中频信号进行A/D采样、数字下变频和FFT处理，并实现对信号的测向和波束合成；

所述宽带测向系统包括宽带测向天线切换器、短波信道单元和宽带测向处理机箱；所述宽带测向天线切换器用于产生自校信号，并根据工作频段的需要选择内层36个天线或外层36个天线的信号，从而实现自校与测向两种测向模式下接入宽带测向接收机所需的信号；所述短波信道单元用于将来自天线或自校源的射频信号进行预选、变频、滤波和放大，并将频率和幅度调整到适合测向处理机箱采样的中频频率；所述宽带测向处理机箱用于对中频信号进行A/D采样、数字下变频和FFT处理，并实现对信号的测向和波束合成；

所述监测与信号分析系统包括模拟波束合成设备、功分设备、宽带监测设备、窄带监测接收机以及监测软件和数据库，用于实现短波信号快速搜索分拣、分析测向、存储处理和远程访问功能；其中：

所述模拟波束合成设备用于对圆阵连续天线信号进行高增益窄波束合成，根据不同天线在不同来波方向的相位响应，将法向上连续天线接收的来波信号，分别经过不同的时间延迟后，进行同相叠加，从而提高合成的增益以及接收信号的信噪比；

所述功分设备用于对射频信号进行放大和分路，实现多套宽带监测设备的信号共用；

所述宽带监测设备用于实现1~30MHz范围内的全频段或指定频段的频谱监测、信号搜索、离散信道扫描、跳频截获和1024路数字下变频及模拟解调功能、1024路的常规数字解调、指定协议的解调解码、1024路的信号分析和参数测量功能；