ADS-B的相关干涉测向技术研究
发布时间：2022-01-06 01:52
根据相关干涉仪测向原理,提出了在工程实践中干涉仪测向圆阵天线的阵元个数、阵列半径的设计方法,并用Matalab仿真分析了圆阵的设计方式与侧向精度的关系,并给出了仿真结果。进一步针对ADS-B的信号特性,仿真并得出了最佳阵列半径以及阵元个数,最后设计了ADS-B的相关干涉仪天线阵列和测向处理接收机。
【文章来源】：舰船电子工程. 2020,40(08)
【文章页数】：3 页
【部分图文】：
均匀圆阵几何结构如图2所示为M个天线阵元的均匀圆阵列的
样率阵元数量实验次数本地样本库天线孔径1090MHz153°35°210MSPS7个100次360*900.4m~0.6m之间平均选取15个孔径值增大天线孔径可得到更高测向精度其优势在于以下两点：相关算法的样本中已经将样本中公差和安装平台的失真包含在内；天线孔径可以做得很大，两个天线元之间的电压测量误差相对测量读数变校大孔径天线还可提高测向灵敏度。本次仿真条件见表1，仿真主要针对天线孔径大小对测向精度的影响。在表1的条件下，仿真出了不同天线孔径和测向均方误差的关系，实验的结果如图3所示（天线阵元数量为7）。图27元阵不同半径下的测向均方误差（R=0.4m~0.6m）通过图3分析，7元阵列的最佳半径为R=0.495m（此时测向精度为0.6°）。3.2天线数量对测向的影响比较在不同信噪比下，测向均方误差与天线阵元数量的关系。分别选择5元阵列，7元阵列和9元阵列，比较在不同信噪比下，测向均方误差。本次仿真条件见表2，仿真主要针对天线阵元数量对测向精度的影响。表2实验条件ADS-B来波信号频率来波信号方位角来波信号俯仰角采样率天线孔径实验次数本地样本库阵元数量1090MHz153°35°210MSPS0.495m100次360*905/7/9图3不同信噪比下的测向均方误差（阵元为5）167
总第314期图4不同信噪比下的测向均方误差（阵元为7）图5不同信噪比下的测向均方误差（阵元为9）在固定频率和天线直径的情况下，即天线孔径不变的情况下，增加天线阵元数量，在天线阵元为5增到7时，测向精度有由改善。在天线阵元为7增到9时，测向精度改善不大，因此本次设计采用7元阵列。图67元天线阵元数和天线孔径的关系4ADS-B相关干涉仪测向方案根据仿真分析，可以得出天线最佳阵元数为7，最佳阵元半径为0.495，因此设计天线阵列如图6所示。差矢量与存在ROM中的样本库依次进行相关运算，得出信号的方位角和俯仰角。5结语通过相关干涉仪测向系统的原理及特点，从工程实际出发，根据仿真结果，提出了一种基于7元阵列的圆阵测向天线阵设计，并仿真了圆阵的最佳半径以达到最佳的测向精度，并仿真了在最佳半径的情况下的信噪比对测向精度的影响，能较好地解决机载ADS-B测向在实际环境中的高精度测向问题。参考文献［1］李淳，廖桂生，李艳斌.改进的相关干涉仪测向处理方法［J］.西安电子科技大学学报自然科学版，2006，33（3）：400-403.［2］陈芳，邹修明.基于二次曲面拟合的插值算法［J］.计算机应用与软件，2006，23（11）：105-107.［3］司伟建，初萍.干涉仪测向解模糊方法［J］.应用科技，2007，34（9）：54-57.［4］韩广，王斌，王成.相关运算在相位干涉仪解模糊中的应用［J］.声学技术，2010，29（5）：538-542.［5］谌丽，陈昊，肖先赐.五元均匀圆阵干涉仪加权测向算法及解相位模糊的条件［J］.电子对抗
【参考文献】：
期刊论文
[1]干涉仪测向技术现状与发展研究[J]. 毛虎,杨建波,刘鹏. 电子信息对抗技术. 2010(06)
[2]相关运算在相位干涉仪解模糊中的应用[J]. 韩广,王斌,王成. 声学技术. 2010(05)
[3]影响干涉仪测向接收机测向精度的因素分析[J]. 田德民. 舰船电子对抗. 2010(02)
[4]圆阵干涉仪测向研究[J]. 王琦. 航天电子对抗. 2009(05)
[5]改进的干涉仪测向方法研究[J]. 安效君. 无线电工程. 2009(03)
[6]干涉仪测向解模糊方法[J]. 司伟建,初萍. 应用科技. 2007(09)
[7]基于二次曲面拟合的插值算法[J]. 陈芳,邹修明. 计算机应用与软件. 2006(11)
[8]一种机载单站相位干涉仪解模糊算法[J]. 李勇,赵国伟,李滔. 传感技术学报. 2006(06)
[9]改进的相关干涉仪测向处理方法[J]. 李淳,廖桂生,李艳斌. 西安电子科技大学学报(自然科学版). 2006(03)
[10]干涉仪测向原理[J]. 肖秀丽. 中国无线电. 2006(05)
本文编号：3571480
【文章来源】：舰船电子工程. 2020,40(08)
【文章页数】：3 页
【部分图文】：
均匀圆阵几何结构如图2所示为M个天线阵元的均匀圆阵列的
样率阵元数量实验次数本地样本库天线孔径1090MHz153°35°210MSPS7个100次360*900.4m~0.6m之间平均选取15个孔径值增大天线孔径可得到更高测向精度其优势在于以下两点：相关算法的样本中已经将样本中公差和安装平台的失真包含在内；天线孔径可以做得很大，两个天线元之间的电压测量误差相对测量读数变校大孔径天线还可提高测向灵敏度。本次仿真条件见表1，仿真主要针对天线孔径大小对测向精度的影响。在表1的条件下，仿真出了不同天线孔径和测向均方误差的关系，实验的结果如图3所示（天线阵元数量为7）。图27元阵不同半径下的测向均方误差（R=0.4m~0.6m）通过图3分析，7元阵列的最佳半径为R=0.495m（此时测向精度为0.6°）。3.2天线数量对测向的影响比较在不同信噪比下，测向均方误差与天线阵元数量的关系。分别选择5元阵列，7元阵列和9元阵列，比较在不同信噪比下，测向均方误差。本次仿真条件见表2，仿真主要针对天线阵元数量对测向精度的影响。表2实验条件ADS-B来波信号频率来波信号方位角来波信号俯仰角采样率天线孔径实验次数本地样本库阵元数量1090MHz153°35°210MSPS0.495m100次360*905/7/9图3不同信噪比下的测向均方误差（阵元为5）167
总第314期图4不同信噪比下的测向均方误差（阵元为7）图5不同信噪比下的测向均方误差（阵元为9）在固定频率和天线直径的情况下，即天线孔径不变的情况下，增加天线阵元数量，在天线阵元为5增到7时，测向精度有由改善。在天线阵元为7增到9时，测向精度改善不大，因此本次设计采用7元阵列。图67元天线阵元数和天线孔径的关系4ADS-B相关干涉仪测向方案根据仿真分析，可以得出天线最佳阵元数为7，最佳阵元半径为0.495，因此设计天线阵列如图6所示。差矢量与存在ROM中的样本库依次进行相关运算，得出信号的方位角和俯仰角。5结语通过相关干涉仪测向系统的原理及特点，从工程实际出发，根据仿真结果，提出了一种基于7元阵列的圆阵测向天线阵设计，并仿真了圆阵的最佳半径以达到最佳的测向精度，并仿真了在最佳半径的情况下的信噪比对测向精度的影响，能较好地解决机载ADS-B测向在实际环境中的高精度测向问题。参考文献［1］李淳，廖桂生，李艳斌.改进的相关干涉仪测向处理方法［J］.西安电子科技大学学报自然科学版，2006，33（3）：400-403.［2］陈芳，邹修明.基于二次曲面拟合的插值算法［J］.计算机应用与软件，2006，23（11）：105-107.［3］司伟建，初萍.干涉仪测向解模糊方法［J］.应用科技，2007，34（9）：54-57.［4］韩广，王斌，王成.相关运算在相位干涉仪解模糊中的应用［J］.声学技术，2010，29（5）：538-542.［5］谌丽，陈昊，肖先赐.五元均匀圆阵干涉仪加权测向算法及解相位模糊的条件［J］.电子对抗
【参考文献】：
期刊论文
[1]干涉仪测向技术现状与发展研究[J]. 毛虎,杨建波,刘鹏. 电子信息对抗技术. 2010(06)
[2]相关运算在相位干涉仪解模糊中的应用[J]. 韩广,王斌,王成. 声学技术. 2010(05)
[3]影响干涉仪测向接收机测向精度的因素分析[J]. 田德民. 舰船电子对抗. 2010(02)
[4]圆阵干涉仪测向研究[J]. 王琦. 航天电子对抗. 2009(05)
[5]改进的干涉仪测向方法研究[J]. 安效君. 无线电工程. 2009(03)
[6]干涉仪测向解模糊方法[J]. 司伟建,初萍. 应用科技. 2007(09)
[7]基于二次曲面拟合的插值算法[J]. 陈芳,邹修明. 计算机应用与软件. 2006(11)
[8]一种机载单站相位干涉仪解模糊算法[J]. 李勇,赵国伟,李滔. 传感技术学报. 2006(06)
[9]改进的相关干涉仪测向处理方法[J]. 李淳,廖桂生,李艳斌. 西安电子科技大学学报(自然科学版). 2006(03)
[10]干涉仪测向原理[J]. 肖秀丽. 中国无线电. 2006(05)
本文编号：3571480
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