电磁兼容良好的无线电监测测向系统的制作方法

本发明涉及无线电监测技术领域，特别是涉及一种电磁兼容良好的无线电监测测向系统。

背景技术：

监测测向系统是无线电管理部门的执行频谱管理、干扰信号排查等任务的重要监测工具。目前常见的设备形式包括固定式、车载式和手持式，固定式设备通常建设在较大的铁塔上，监测范围有限，设备昂贵维护成本较高；车载式设备虽然扩大了移动范围，但是在多建筑物的复杂城市环境会降低监测测向的虚警门限，而且在山林等复杂地形，机动车辆难以通过，存在监测盲区；手持式设备通常性能较低，单次监测测向时间长、精度低，监测突发信号较为困难。而且，现有的无线电监测测向设备中含有多种电器元件，不同电器元件之间存在电磁兼容的问题，如果不能很好的解决电器元件之间的电磁兼容问题，会对无线电监测测向设备的监测精度造成较大影响。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电磁兼容良好的无线电监测测向系统，具有良好的电磁兼容性能。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：电磁兼容良好的无线电监测测向系统，包括挂载于飞行器上的监测测向接收机、设置在监测测向接收机上的监测测向天线和控制终端；监测测向天线的输出端与监测测向接收机的输入端通信连接，监测测向接收机的输出端与控制终端通信连接。

所述监测测向接收机包括机箱、机箱内设有射频接收模块、中频处理模块和通信模块，射频接收模块的输入端与监测测向天线的输出端通过屏蔽型射频电缆通信连接，射频接收模块的输出端与中频处理模块的输入端通信连接，中频处理模块的输出端与通信模块的输入端通信连接，通信模块还与控制终端通信连接。

所述机箱为铝合金全密封式机箱。

所述机箱由多个面板组成，相邻面板之间设有屏蔽橡胶条。

所述机箱上设有多个通信接口，通信接口中设有穿心电容。

所述机箱的一面板上设有散热孔，散热孔上设有屏蔽金属网。

所述机箱上设有用于直流电源输入口，直流电源输入口中设有直流电源滤波器。

所述监测测向天线为四元正交阵天线。

所述监测测向天线包括30MHz-200MHz测向天线阵、200MHz-1000MHz测向天线阵、1000MHz-3000MHz测向天线阵和3GHz-8GHz监测测向天线。

所述30MHz-200MHz测向天线阵由四根带金属反射盘的单极子天线组成，所述200MHz-1000MHz测向天线阵和1000MHz-3000MHz测向天线阵均由四根共用金属反射盘的单极子天线组成。

所述无线电监测测向系统还包括电子罗盘和GPS设备，电子罗盘和与监测测向接收机通信连接,GPS设备与控制终端通信连接。

本发明的有益效果是：

（1）本申请中，监测测向接收机的机箱采用铝合金全封闭式设计，机箱面板之间设置屏蔽橡胶条、散热孔增加屏蔽金属网，所有射频电缆、控制电缆均采用屏蔽电缆，能够防止外部信号通过机箱传入监测设备内部；

（2）监测测向接收机采用直流供电方式，监测测向接收机的直流电源输入口增加直流电源滤波器，能够防止电源串扰；

（3）监测测向接收机的对外控制接口、数据接口增加穿心电容进行二次滤波，能够防止内部信号泄露后被监测测向天线接收到；

（4）监测测向接收机挂载于飞行器上，相较于传统的固定式、车载式和手持式监测测向设备，可以更准确地掌握空中电磁环境情况，提高对复杂地理环境和复杂电磁环境的无线电监测能力；而且，由于在高空，可以有效地避免地面起伏和高大建筑物对信号遮挡衰减的影响，大大减弱了复杂地貌环境造成的折射、绕射等改变传播路径的影响，可以有效地提高测向定位结果的准确性，而且对超短波、微波信号的有效监测范围将随升空平台的升高而增大。

附图说明

图1为本发明中无线电监测测向系统的一个实施例的示意框图；

图2为本发明中干涉仪测向天线阵的示意图；

图3为本发明中机腹下仅安装天线安装架的示意图；

图4为本发明中30MHz～200MHz测向天线阵的安装示意图；

图5为本发明中200MHz-1000MHz测向天线阵和1000MHz-3000MHz测向天线阵的安装示意图；

图中，1-第一偶极子天线，2-第二偶极子天线，3-第三偶极子天线，4-天线安装架，5-第一金属反射盘，6-单极子天线，7-第二金属反射盘。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，电磁兼容良好的无线电监测测向系统，包括挂载于飞行器上的监测测向接收机、设置在监测测向接收机上的监测测向天线和控制终端；监测测向天线的输出端与监测测向接收机的输入端通信连接，监测测向接收机的输出端与控制终端通信连接。

所述监测测向接收机包括机箱、机箱内设有射频接收模块、中频处理模块和通信模块，射频接收模块的输入端与监测测向天线的输出端通过屏蔽型射频电缆通信连接，射频接收模块的输出端与中频处理模块的输入端通信连接，中频处理模块的输出端与通信模块的输入端通信连接，通信模块还与控制终端通信连接。

所述机箱为铝合金全密封式机箱，其尺寸为232mm×148mm×315mm；由于监测测向接收机设置于飞行器的行李舱内，机箱的尺寸保证监测测向接收机能够进入行李舱。在本实施例中飞行器采用美国产西锐SR-20小型固定翼飞机，其行李舱门尺寸约为25cm×35cm；该机机腹较平坦，适合测向天线安装，且对测向性能影响较小；在安装监测测向天线时，可利用该飞机的脚踏板进行安装件改造，整个监测测向天线的安装及布线不破坏机体，飞机改装工作量小；该机尾部有一能承重80kg行李舱，适合监测测向主机和电源的安放。

所述机箱由多个面板组成，相邻面板之间设有屏蔽橡胶条；所述机箱的一面板上设有散热孔，散热孔上设有屏蔽金属网；能够防止外部信号通过机箱传入监测测向接收机内部。

所述机箱上设有多个通信接口（对外控制接口、数据接口等），通信接口中设有穿心电容。进行二次滤波，能够防止内部信号泄露后被监测测向天线接收到。

所述机箱上设有用于直流电源输入口，直流电源输入口中设有直流电源滤波器，能够防止电源串扰。

进一步的，监测测向接收机的机箱和监测测向天线采用共地设计，与飞行器上的电气设备采用多点并联接地方式，并在监测测向接收机和的接地和其他设备接地之间设置电磁屏蔽装置，从而减小飞行器以及飞行器上的电气设备的电磁辐射通过地线传入到监测测向接收机内。

所述无线电监测测向系统还包括独立电源，独立电源由锂电池组、锂电池充电器、保护板、电量检测模块、接插件及壳体组成；其中，锂电池组、保护板和电量检测模块设置在壳体内。锂电池充电池用于接通市电为独立电源中的锂电池组进行充电；保护板用于保护锂电池组，防止其充电池时过压；电量检测模块用于实时检测锂电池组的剩余电量，当锂电池组的剩余电量低于阈值时进行报警；插接件用于实现独立电源与监测测向接收机、GP设备S和电子罗盘之间的电连接，从而实现独立电源为监测测向接收机、GPS设备和电子罗盘供电。本实施例中，独立电源为监测测向接收机、GPS设备、电子罗盘供电以及控制终端（比如笔记本电脑）进行供电，而不采用设备的内置电源。

独立电源的壳体尺寸为320mm×200mm×315mm。独立电源内置的锂电池组为DC24V40AH，总功率约为960W，按实际放电效率90%计算，可供监测测向接收机及笔记本电脑工作约=（960×0.9）/170=5小时，可满足单次监测任务供电要求。

所述监测测向天线为四元正交阵天线，采用干涉仪测向体制，能够有效减轻重量、减小体积。之所以这样设计是因为干涉仪测向方式能将设备制造误差和载体对测向的影响在地面测试中收进存放天线阵响应空间中，从而大大降低设备硬件制作难度，并最大限度消除载体对测向的影响，最终使设备获得很高的测向准确度。

干涉仪测向体制：天线阵是由两个正交线阵组成，最基本的干涉仪测向天线阵由三个偶极子天线组成，如图2所示，第一偶极子天线1、第二偶极子天线2和第三偶极子天线3组成等腰直角三角形，L12垂直于L13。当来波方向为θ时，信号到达三根天线时间不同，因此三根天线所接收到的无线电信号之间会有相位差。第一偶极子天线1和第二偶极子天线2与第一偶极子天线1和第三偶极子天线3之间信号的相位差分别是Φ12和Φ13。通过测量这两个相位差即可计算出被测信号的来波角度。干涉仪测向体制有着测向精度高、测向速度快、测向天线体积小、重量轻、风阻小、取向简单等优点。

所述监测测向天线通过天线安装架安装在飞行器的机腹下，监测测向天线和天线安装架支架采用可拆卸式连接方式，如：监测测向天线扣接在天线安装架上、监测测向天线通过螺纹连接的方式安装在天线安装架上等；在不执行任务时，可将机腹下的监测测向天线取下，仅保留天线安装架在机腹下，如图3所示。

所述监测测向天线包括30MHz-200MHz测向天线阵、200MHz-1000MHz测向天线阵、1000MHz-3000MHz测向天线阵和3GHz-8GHz监测测向天线。

所述30MHz-200MHz测向天线阵由四根带第一金属反射盘的单极子天线6组成，第一金属反射盘5即提高了天线增益，减小了天线及天线阵尺寸，同时还能有效的减小机腹金属机身对测向天线阵的影响，如图4所示。

所述200MHz-1000MHz测向天线阵和1000MHz-3000MHz测向天线阵均由四根带第二金属反射盘7的单极子天线组成，由于天线阵尺寸较小，因此4根天线元共用一个第二金属反射盘7，同时该第二金属反射盘7亦作为天线罩的安装底座使用，如图5所示。

所述无线电监测测向系统还包括电子罗盘和GPS设备，电子罗盘和与监测测向接收机通信连接,GPS设备与控制终端通信连接。

电子罗盘的型号为KVH-C100具有体积小、价格低、性能稳定可靠等特点,专为工业和军事上的使用而设计,采用磁通门技术,航向精度可达到0.5°以内,通过其数字接口,可提供地球磁场X、Y轴的水平分量。

GPS设备的型号为GR 213，GR-213适用范围从汽车导航、保全系统、地图制作、各种调查到农业用途等；使用的基本需求只有「适当的电源供应和面对天空」；藉由RS-232或TTL兼容接口，与其它电子设备沟通，并以内建充电电池，储存卫星数据如卫星讯号状态、上次使用的最后位置、日期及时间；其耗电量低，且能同时追踪12颗定位卫星的讯号，每0.1秒接收一次，每秒更新一次定位信息；省电装置（Trickle-Power）使定位工作只在部份时间执行；而通常处在关闭状态的接收功能也能开定时定位（Push–to–Fix）功能，迅速提供使用者定位信息。产品特色：使用SiRF第三代高效能芯片，大大地缩小体积；快速定位及追踪 20 颗卫星的能力；芯片内建200,000个卫星追踨运算器，大幅提高搜寻及运算卫星讯号能力；内建WASS/EGNOS解调器，提高定位精准度低耗电量；内建可重复充电锂电池，减低首次定位时间(TTFF)。支持NMEA 0183 2.2版本规格输出；改良式计算理论，提高不良环境下的信号接收能力和定位准确度。

所述监测测向接收机中设有电磁兼容模块，用于在飞行器的发动机及机载电子设备开机工作时建立开机信号模板，在飞行器的发动机及机载电子设备关机时建立关机信号模板，计算开机信号模板和关机信号模板的差分模板，获得飞行器的发动机及机载电子设备开机时的本机无线电信号辐射模板，根据该本机无线电信号辐射模板处理无线电监测测向系统工作时的监测数据，从而可达到消除本机电磁辐射的目的。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。