基于方向性天线的超短波宽带测向技术研究及实现
发布时间：2017-09-11 08:26
本文关键词：基于方向性天线的超短波宽带测向技术研究及实现
【摘要】：现阶段超短波信号测向领域广泛采用的测向体制是基于均匀圆阵的相关干涉仪测向体制。它的主要优点是算法简单、360°全方位捕获、测向精度和灵敏度的综合效益高。近年来,随着超短波通信技术的发展,扩频信号、跳频信号等宽带信号在超短波通信系统中的应用越来越广泛,因此,对突发、短时信号的高灵敏的测向要求越来越迫切。目前,基于均匀圆阵的相关干涉仪测向体制有以下两个不足:对短时信号的高灵敏度测向能力不足,基于均匀圆阵的测向采用全向天线,全向天线增益不高,而通过提高测向处理频率分辨率的方式来提高整个系统的测向灵敏度与测向的时间分辨率矛盾,从而无法适应短时突发信号测向要求;宽带海量数据处理能力不足,宽带测向处理数据量较大,利用传统的采集卡配合计算机处理无法完成对宽带测向实时处理。本论文针对上述问题,以方向性天线在超短波宽带测向系统的应用为主要研究对象,在深入分析现有相关干涉仪测向理论和技术原理基础上,对利用方向性天线实现超短波频段干涉仪测向进行了详尽的讨论和研究。主要内容为:1.研究基于全向天线均匀圆阵的干涉仪测向技术。对相关干涉仪测向的基本工作原理进行分析,对基于圆阵的相关干涉仪测向系统的单元天线,布阵设计,曲线拟合等关键技术进行了说明,对现有圆阵的测向系统的准确度,灵敏度和测向时间等指标进行了说明。2.研究方向性天线基本工作原理。对方向性单元天线进行了设计,在雷达信号宽带测向布阵的基础上,针对超短波频段的方向性单元天线进行了设计,提出了一种非均匀的布阵方式,并对各频段应用的布阵进行了测向性能的仿真设计。3.在理论研究的基础上,针对部分频段完成了样机的研制。对模拟接收部分和信号处理部分的工作原理进行了描述。详细描述了利用FPGA技术实现宽带测向数字信号预处理的工作原理、流程和方法。并对硬件系统中包括宽带模拟接收技术、电源种类影响等几个工程化技术进行了相关说明。对FPGA实现宽带信号处理的时效性进行了分析,结果表明:利用FPGA技术实现宽带测向数字信号处理,测向处理的实效性优于传统干涉仪测向系统。4.基于标准测试场地,对基于方向性测向的样机进行了实际测试,测试结果表明:测向准确度和灵敏度优于传统干涉仪测向系统。
【关键词】：超短波 方向性天线 干涉仪 测向
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN820
【目录】：
- 摘要5-6
- ABSTRACT6-11
- 第一章 绪论11-16
- 1.1 超短波简介及发展趋势11-12
- 1.2 无线电测向机的发展动态及体制分类12-13
- 1.3 研究背景及意义13-14
- 1.4 国内外研究动态14-15
- 1.5 本文主要工作与结构安排15-16
- 第二章 干涉仪测向的工作原理及分析16-41
- 2.1 电波传输理论16-19
- 2.1.1 电磁波传输简介16-17
- 2.1.2 链路传输方程17
- 2.1.3 传输损耗17-19
- 2.2 测向系统性能评估指标19-21
- 2.2.1 测向准确度19-20
- 2.2.2 测向灵敏度20
- 2.2.3 天线极化方式20
- 2.2.4 测向时间20-21
- 2.3 干涉仪测向的基本工作原理21-22
- 2.4 相关干涉仪测向的工作原理22-24
- 2.5 基于圆阵相关干涉仪超短波测向系统设计24-31
- 2.5.1 单元天线设计24-30
- 2.5.2 曲线拟合技术30-31
- 2.6 基于圆阵测向系统性能分析31-39
- 2.6.1 天线阵的布阵设计31-35
- 2.6.2 准确度性能分析35-37
- 2.6.3 灵敏度性能分析37-39
- 2.6.4 测向时间性能分析39
- 2.7 本章小结39-41
- 第三章 方向性天线干涉仪测向的工作原理及分析41-54
- 3.0 基本设计思路与原理41
- 3.1 方向性高增益天线41-46
- 3.2 方向性天线布阵算法研究46-47
- 3.3 基于线阵布阵方式的测向性能仿真47-53
- 3.4 本章小结53-54
- 第四章 超短波宽带测向设计与实现54-72
- 4.1 概述54-55
- 4.2 超短波宽带测向技术55-56
- 4.3 超短波宽带测向系统原理56-63
- 4.3.1 宽带测向处理设备的硬件设计58-60
- 4.3.2 模拟接收部分原理60-61
- 4.3.3 信号处理部分工作原理61-63
- 4.4 硬件系统设计中几个关键技术点的实现63-71
- 4.4.1 宽带模拟接收技术63-64
- 4.4.2 宽带测向数字信号预处理技术64-68
- 4.4.3 电源种类对有源天线的影响分析68-71
- 4.5 本章小结71-72
- 第五章 测向试验验证72-78
- 5.1 试验验证概述72
- 5.2 试验验证部署72-73
- 5.3 试验验证内容及数据分析73-78
- 5.3.1 测向准确度验证73-74
- 5.3.2 测向灵敏度验证74-76
- 5.3.3 测向时间分辨率验证76-78
- 第六章 结论78-79
- 6.1 本文的主要贡献78
- 6.2 下一步工作的展望78-79
- 致谢79-80
- 参考文献80-82
- 攻硕期间取得的科研成果82-83
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王登伟;吕英华;张博;刘兵;;基于光纤无线电的优化自适应波束形成算法[J];半导体光电;2007年05期
2 赵红;刘桥;;一种低旁瓣的子阵级数字波束形成方法[J];兵工自动化;2009年11期
3 杨小明;陶然;;基于分数阶Fourier变换和ESPRIT算法的LFM信号2D波达方向估计[J];兵工学报;2007年12期
4 梁国龙;张锴;付进;张瑶;李利;;单矢量水听器的高分辨方位估计应用研究[J];兵工学报;2011年08期
5 卢海杰;章新华;熊鑫;;流形分离在非均匀圆阵上的应用[J];兵工学报;2011年09期
6 谭渊;杨勇;袁乃昌;;超分辨谱估计法在测速雷达中的应用[J];兵工学报;2011年11期
7 卞红雨;王s，
本文编号：829655
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/wltx/829655.html
