[发明专利]一种宽频带高精度测向天线阵列全方位遍历方法

说明书

本发明公开了一种宽频带高精度测向天线阵列全方位遍历方法。该方法在环境中均匀布置的若干个天线阵列的面线阵，通过天线阵列中的单个线阵探测时，需用电子开关关闭其他面线阵以降低干扰，而后根据需要探测的信号频段的中心频率，由本地产生一个参考信号，根据天线接收的信号与本地参考信号进行比较相位差，在事先利用“暗室标定+现场校正”方式建立的样本表中查询以获得覆盖范围内的来波方向；通过依次遍历所有面线阵实现360°的全方位侦测测向；在现场可编程逻辑门阵列(FPGA)上部署该天线阵列，加快天线阵列的遍历速度，在实际应用时可实现多面线阵对多个频段的同时测向、同时查表。

技术领域

本发明涉及低空无人机侦测防御领域，具体而言，涉及一种宽频带高精度测向天线阵列全方位遍历方法。

背景技术

近年来，无人机，尤其是民用无人机的快速普及，导致与无人机相关的黑飞、滥飞事件频发，使得对低成本航空无人机监视与反制技术的需求日益加剧。目前，针对无人机的检测与反制手段主要包括雷达、射频、视频及音频四种方式。其中，基于射频天线的技术手段是通过被动接收空中无人机与地面的控制及图传信号，实现对无人机的检测定位及反制，具体包括幅度比较方法、干涉仪、多普勒、到达时间差、空间谱估计等，其中基于相位的干涉仪方式测向精度高、性能最佳。然而，基于相位的无人机侦测测向技术，容易受频谱带宽，城市多径效应，同频干扰等复杂因素的影响。如何减小上述因素的干扰，实现宽频带、高精度、全方位的测向，是本发明希望解决的问题。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术的不足，提出一种宽频带高精度测向天线阵列全方位遍历方法，实现测向天线阵列的360°全方位侦测测向任务。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种宽频带高精度测向天线阵列全方位遍历方法，具体步骤如下；

(1)布置天线阵列，包括均匀布置的若干个面线阵，所有面线阵总计覆盖360°的范围；

(2)在无噪声环境下，利用步骤(1)布置的天线阵列侦测不同入射频率、入射方向下的信号，得到信号对应的基线相位差。将信号的入射频率、入射方向与基线相位差结合建立样本表；

(3)在现场标定时对步骤(2)建立的样本表通过使用探测频段内的频率，随机选取信号的入射方向进行校正补偿，以建立最终的样本表。

(4)根据需要探测的信号频段的中心频率，在本地生成一个参考信号，根据天线阵列中的单个面线阵接收到的信号与本地参考信号比较相位差，根据步骤(3)建立的样本表，将实际测得的相位差与样本表中的各个样本依次进行匹配，匹配距离最近的样本方向即为该面线阵覆盖范围内的来波方向。

(5)根据步骤(4)的过程，依次遍历天线阵列中的所有面线阵，实现360°全方位的侦测测向。

进一步地，通过电子开关切换各个面线阵，每次仅有单个面线阵工作，屏蔽其他面线阵的信号，以降低干扰。

进一步地，通过在现场可编程逻辑门阵列(FPGA)上部署天线阵列，可加快天线阵列的遍历速度，在实际应用时可实现多面线阵对多个频段的同时测向、同时查表。

进一步地，由于各个天线到处理单元的传输线相位不同，因此，需在本地收发产生一参考信号，对于每个天线接收到的信号，需与对应的参考信号比较来得到相位差，以排除各天线到处理单元传输线的相位不同的影响。