专利名称：短波电子角度计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种天线信号的合成、方位与相位转换的电子仪器，具体地说，是
涉及一种短波电子角度计。
背景技术：
无线电测向天线技术的发展，与测向体制的发展密切相关。现今的短波测向天线体制设计，一般使用较普遍的有以下3种方法 A.沃特森-瓦特测向体制该体制采用计算求解或显示反正切值来实现测向，属于小基础测向天线，测向的灵敏度和抗波前失真能力受到很大限制。此种体制包括多信道、双信道和单信道三种，其中，多信道体制系统复杂；双信道接收机实现幅度、相位一致，但是有一定技术难度；单信道体制系统简单，体积小，重量轻，但是测向速度受到一定限制。[0004] B.干涉仪测向体制此测向体制采用多信道接收机、计算机和FFT技术，使得该体制测向灵敏度高，测向准确度高，测向速度快，可测仰角，有一定的抗波前失真能力，但是对极化误差不敏感。干涉仪测向是当代比较好的测向体制，由于研制技术较复杂、难度较大，因此造价较高。干涉仪测向对接收信号的幅度不敏感，测向天线在空间的分布和天线的架设间距，比幅度比较式测向灵活，但又必须遵循某种规则，例如可以是三角形，也可以是五边形，还可以是L形等。 C.多普勒测向体制多普勒测向体制采用中、大基础天线阵，测向灵敏度高，准确度高，没有间距误差，极化误差小，可测仰角，有一定的抗波前失真能力。多普勒测向体制的缺陷在于抗干扰性能较差，如遇到同信道干扰、调频调制干扰时，会产生测向误差。该体制尚在发展之中，改进会使系统变得复杂，造价会随之升高。 以上三种测向天线使用了中、小、大基础固定天线的测向站，还存在体积庞大、计算复杂的问题。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种短波电子角度计，在实现天线测向任务的前提下，简化计算复杂度。 为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下； 短波电子角度计，包括用于处理各个方向传输过来的射频处理单元，以及多个连接射频处理单元的加法器。 一般来说，从减小天线体积、简化计算复杂度，以及天线测向的准确度考虑，天线设置两个相互垂直的框天线以及一根中央天线为最佳结构，此时，两个框天线分别接受东、南、西、北四个方向上的信号，而中央天线则接受在中央传输的信号。在这种天线结构下，短波电子角度计只需要设置三个射频处理单元和两个加法器NS处理单元、EW处理单元、中央处理单元和第一加法器、第二加法器，NS处理单元和EW处理单元的输出端分别与第一加法器相连，第一加法器的输出端、中央处理单元的输出端分别与第二加法器相连。在此短波电子角度计中，NS处理单元和EW处理单元分别处理两个框天线接收到的信号，而中央处理单元则处理中央天线接收到的信号。 所述NS处理单元包括信号预处理模块和NS调制模块，输入信号eNS依次经过信号预处理模块、NS调制模块处理后从输出端输出。其中，NS调制模块通过从基准信号单元输送过来的NS调制信号对包含在它振幅中的方位信号的高频电压进行调制，并将调制结果输送到第一加法器中。NS调制信号即正交调制电压。 所述EW处理单元包括信号预处理模块和EW调制模块，输入信号eEW依次经过信号预处理模块、EW调制模块处理后从输出端输出。其中，EW调制模块通过从基准信号单元输送过来的EW调制信号对包含在它振幅中的方位信号的高频电压进行调制，并将调制结果输送到第一加法器中与NS调制模块的输出信号进行加法处理。EW调制信号亦为正交调制电压。 所述中央处理单元包括90。移向器、信号预处理模块、中央调制模块，输入信号ec依次经过90。移向器、信号预处理模块、中央调制模块处理后从输出端输出。[0013] 所述信号预处理模块由宽带放大器组成。 所述NS调制模块、EW调制模块、中央调制模块均由MK3801模块组成。所述90°移相器由MK2082移相器组成。 本实用新型的原理电子角度计中的射频处理单元分别将框天线和中央天线接收到的高频信号进行预处理，再用从基准信号单元送来的二对正交调制电压对包含在它的振幅中的方位信息的高频电压进行调制；根据定单向技术的设计原理，通过中央天线接收到的高频信号也需经过调制。两路信号经过90。移相器移相后相加获得高频调幅信号，它的相位与入射波的方位相对应，完成方位与相位的转换。[0016] 天线测向的原理如下 以交叉环天线为例，其等效结构如图1所示。[0018] 设天线中心C来波信号场强为e。 = E。sin"t， 当电波从与NS方向成e角到来，且f远远小于1时，NS框天线上感应的电动势
为eNS = E。cos9 'cos"t，EW框天线上感应的电动势为eEW = E。sin 9 cos " t，用两路相位差90° (Ji/2)的低频(Q)正弦调制信号(cosQt与sinQt)与两对天线合成电压相乘，得 w = KeNScos Q t = KE。cos 9 cos Q tcos co t u2 = KeEWsinQt = KE。sin 9 sin Q tcos "t Ul和u2高频同相位，将Ul和u2直接相加得 uE = u,U2 = KE。cos ( 9 _ Q t) cos co t (k = U。m G)G为角度计增益，U。m为cosQt幅度。 令振幅Ue = KE。，则uE = UEcos( 9-Qt)cos"t (1) 经检波得UEcos ( 9 - Q t)与基准cos Q t进行相位比较，其相位差9与来波方位
有确定的关系。 定单向原理如下 中央天线C经90。移相电路移相，可使中央天线电压与NS、EW差电压高频同相位，
达到直接相加的目的。
中央天线感应电动势为[0030] ec = e0he = E0hesin'[0031] 则中央天线电压 ^-Eo/^sin
of— -
(2) 与(1)式比较，可看出e3与 (NS、EW合成电压)高频同相位，因而可直接相加, 中央天线输出 uc = e3 k = k Ehe cos " t (k = EMCG) ， G为角度计传输系数。 令uc f辰巾畐Uc = k E he 贝U uc = UC cos co t 三路总合成输出为 t/。a< =+ W￡ = f/cCos纽+ f/￡ cos(P — . cos纽 二f/c
1 +
'cos纽 令附=# (即调制度)则将u。ut = Uc[l+mcos ( e - Q t) ] cos " t (3)[0041] 展开为 = J/cCOs欣+ 7 f/cCOS(纽+ e — Q/) + ^ ^/cCOS(纽-6 +
丄 丄
(4) 解调可得cos(e-Qt)，可得单值。因其方向图为心形图，每2Ji有一个最小值。[0044] 根据上述原理设计出的短波电子角度计，能够在实现信号合成和信号方位与相位的转换的前提下，简化计算复杂度，从而提高信号处理效率。根据实际情况的不同，在本实用新型中，射频处理单元(如NS处理单元、EW处理单元等等)的数量可以适当变化。本实用新型主要应用于无线电天线测向技术中。
图1为交叉环天线的等效结构示意图。[0046] 图2为本实用新型的系统框图。 图3为本实用新型中NS处理单元和EW处理单元的电路结构图。[0048] 图4为本实用新型中中央处理单元的电路结构图。
具体实施方式下面以两个框天线和一个中央天线组成的交叉环天线为例，对本实用新型的应用作进一步说明。 如图2 图4所示，短波电子角度计设置有三个射频处理单元和两个加法器NS处理单元、EW处理单元、中央处理单元和第一加法器、第二加法器，NS处理单元和EW处理单元的输出端分别与第一加法器相连，第一加法器的输出端、中央处理单元的输出端分别与第二加法器相连。在此短波电子角度计中，NS处理单元和EW处理单元分别处理两个框天线接收到的信号，而中央处理单元则处理中央天线接收到的信号。 所述NS处理单元包括信号预处理模块和NS调制模块，输入信号eNS依次经过信号预处理模块、NS调制模块处理后从输出端输出。其中，信号预处理模块由宽带放大器组
5成，NS调制模块由MK3801模块组成。NS处理模块通过从基准信号单元输送过来的NS调制信号对包含在它振幅中的方位信号的高频电压进行调制，并将调制结果输送到第一加法器中。NS调制信号即正交调制电压。 所述EW处理单元包括信号预处理模块和EW调制模块，输入信号eEW依次经过信号
预处理模块、EW调制模块处理后从输出端输出。其中，信号预处理模块由宽带放大器组成，
EW调制模块由MK3801模块组成。EW调制模块通过从基准信号单元输送过来的EW调制信
号对包含在它振幅中的方位信号的高频电压进行调制，并将调制结果输送到第一加法器中
与NS调制模块的输出信号进行加法处理。EW调制信号亦为正交调制电压。 所述中央处理单元包括90。移向器、信号预处理模块、中央调制模块，输入信号ec
依次经过90。移向器、信号预处理模块、中央调制模块处理后从输出端输出。其中，90°移
相器由MK2082移相器组成，中央处理模块通过从基准信号单元输送过来的中央调制信号
对包含在它振幅中的方位信号的高频电压进行调制，并将调制结果输送到第二加法器中与
两个框天线接收的信号的处理结果进行加法处理。 按照上述设置，即可轻松实现无线电信号的合成，以及信号方位与相位的转换。
权利要求短波电子角度计，其特征在于，包括NS处理单元、EW处理单元、中央处理单元和第一加法器、第二加法器，NS处理单元和EW处理单元的输出端分别与第一加法器相连，第一加法器的输出端、中央处理单元的输出端分别与第二加法器相连。
2. 根据权利要求1所述的短波电子角度计，其特征在于，所述NS处理单元包括信号预 处理模块和NS调制模块，输入信号eNS依次经过信号预处理模块、NS调制模块处理后从输 出端输出。
3. 根据权利要求1所述的短波电子角度计，其特征在于，所述EW处理单元包括信号预 处理模块和EW调制模块，输入信号eEW依次经过信号预处理模块、EW调制模块处理后从输 出端输出。
4. 根据权利要求1所述的短波电子角度计，其特征在于，所述中央处理单元包括90。 移向器、信号预处理模块、中央调制模块，输入信号ec依次经过90。移向器、信号预处理模 块、中央调制模块处理后从输出端输出。
5. 根据权利要求2或3或4所述的短波电子角度计，其特征在于，所述信号预处理模块 由宽带放大器组成。
6. 根据权利要求2所述的短波电子角度计，其特征在于，所述NS调制模块由MK3801模 块组成。
7. 根据权利要求3所述的短波电子角度计，其特征在于，所述EW调制模块由MK3801模 块组成。
8. 根据权利要求4所述的短波电子角度计，其特征在于，所述中央调制模块由MK3801 模块组成。
9. 根据权利要求4所述的短波电子角度计，其特征在于，所述90。移相器由MK2082移 相器组成。
专利摘要本实用新型公开了一种短波电子角度计，属于无线电测线技术，主要解决了现有技术中计算复杂的问题。该短波电子角度计设置有三个射频处理单元和两个加法器NS处理单元、EW处理单元、中央处理单元和第一加法器、第二加法器，NS处理单元和EW处理单元的输出端分别与第一加法器相连，第一加法器的输出端、中央处理单元的输出端分别与第二加法器相连。在此短波电子角度计中，NS处理单元和EW处理单元分别处理两个框天线接收到的信号，而中央处理单元则处理中央天线接收到的信号。本实用新型在天线接受信号的合成、方位与相位转换的计算上大大降低了其复杂度。
文档编号G01S3/12GK201464641SQ20092008270
公开日2010年5月12日 申请日期2009年7月20日 优先权日2009年7月20日
发明者郝温利 申请人:成都中亚通茂科技有限公司