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一种卫星导航天线阵

阅读:746发布:2024-01-11

专利汇可以提供一种卫星导航天线阵专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本实用新型涉及一种卫星导航天线阵设计,即一种卫星导航天线阵。包括发射板、北斗二代B3阵子、GPS有源阵子,所述GPS有源阵子固定在发射板的中心 位置 ,4个所述北斗B3阵子固定在GPS有源阵子圆周的发射板上,4个北斗B3阵子等距方阵排列。本实用新型的特点是:阵元与阵元间互耦小;天线低仰 角 增益高,对低仰角卫星 跟踪 能 力 强,保证系统可用卫星数目足够多;是一款高增益、低剖面的抗干扰天线;具有体积小巧、高灵敏度、低功耗、高可靠性等特性,可配合多种北斗接收机使用,广泛应用于导航调度、跟踪监测、测控以及军事等领域。,下面是一种卫星导航天线阵专利的具体信息内容。

1.一种卫星导航天线阵,其特征在于:所述卫星导航天线阵(1)包括发射板(1-1)、北斗二代B3阵子、GPS有源阵子,所述GPS有源阵子固定在发射板(1-1)的中心位置,4个所述北斗B3阵子固定在GPS有源阵子圆周的发射板(1-1)上,4个北斗B3阵子等距圆阵排列。
2.根据权利要求1 所述的一种卫星导航天线阵,其特征在于:所述4个北斗B3阵子的间距为:相邻的两个B3阵子间距为74mm。

说明书全文

一种卫星导航天线阵

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种卫星导航天线阵设计,即一种卫星导航天线阵。

背景技术

[0002] 现在的卫星导航系统一般仅仅具备一定的抗窄带干扰的能,一旦弹载系统或机载系统进人敌方单个宽带干扰源作用范围,导航系统就将无法正常工作。有时候电磁干扰更为严峻,三个宽带干扰同时存在,普通的卫星导航系统更加不能使用了。发明内容
[0003] 本实用新型为了实现北斗二代卫星导航系统抗单个宽带干扰(干信比70dB以上)以及抗三个宽带干扰(干信比60dB以上)提供了一种卫星导航天线阵。
[0004] 本实用新型为实现上述目的,所采取的技术方案是:一种卫星导航天线阵,其特征在于:所述卫星导航天线阵(1)包括发射板(1-1)、北斗二代B3阵子、GPS有源阵子,所述GPS有源阵子固定在发射板(1-1)的中心位置,4个所述北斗B3阵子固定在GPS有源阵子圆周的发射板(1-1)上,4个北斗B3阵子等距圆阵排列。
[0005] 本实用新型的特点是:阵元与阵元间互耦小;天线低仰增益高,对低仰角卫星跟踪能力强,保证系统可用卫星数目足够多;是一款高增益、低剖面的抗干扰天线;具有体积小巧、高灵敏度、低功耗、高可靠性等特性,可配合多种北斗接收机使用,广泛应用于导航调度、跟踪监测、测控以及军事等领域。附图说明
[0006] 图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

[0007] 如图1所示,一种卫星导航天线阵,卫星导航天线阵1包括发射板1-1、北斗二代B3阵子、GPS有源阵子,GPS有源阵子螺接在发射板1-1的中心位置作为参考单元,4个北斗B3阵子螺接在GPS有源阵子圆周的发射板1-1上,4个北斗B3阵子等距圆阵排列,通过连接器以直插的方式分别与北斗低噪声放大器连接。相邻的两个B3阵子间距为74mm。
[0008] 阵元数量的选择:
[0009] 根据自适应天线系统的工作原理可知,一个N元阵列,只有N-1个自由度,最多产生N-1个零陷。阵元个数的增多为提高SNR提供了可能性。单元数多,天线自由度大,有效口径也大,能实现的零陷更深,所以为了能够对抗更多的干扰,希望增加阵元数目。但是,为了能应用于飞机等高动态用户,抗干扰装置的加装应对飞机等平台的气动性能、操纵性等无明显影响。阵元数目越多,阵就越复杂,造价就越高,体积、重量也会大大增加。这对于实际应用都是极为不利的因素。
[0010] 阵元数由要求的抗干扰源数量、调零深度及硬件复杂度等决定。从自适应算法的角度考虑,虽然阵元数对算法的性能影响较小,但随着阵元数的增加,所形成的主瓣宽度将变窄。
[0011] 因此,对以上诸因素进行折中,一般为4至16个相同天线单元。根据指标要求实现对3个干扰的抑制,并使系统尽量小型化,在此系统中采用4个北斗二代B3阵子作为阵元比较合适。
[0012] 布阵形式的选择:
[0013] 一般来说,构成自适应天线阵的阵元可按任意方式排列,但通常这些相似的共极化、低增益阵元是按直线等距(LES)、圆周等距或平面等距排列的,并且取向相同。圆阵与线阵相比,具有波束和“零点"可全方向操纵,天线阵列所占空间小,且任何方向上天线口径相同和不易产生测向模糊等优点。另外,直线阵无法形成针状的波束,而圆阵形成的波束却是针状的,抑制干扰效果较好且排列方式简单,因而圆阵是一种更为实用的天线形式。所以设计采用圆阵排列。
[0014] 在非静态干扰环境中,普通的天线阵结构会产生载波相位跟踪问题。采用阵列中心的单元是PI算法的参考单元,也是阵列的对称点。由于对称的关系,总阵的输出将是实数的,因而只需调幅而不需要由天线阵来调相,从而防止出现载波相位跟踪问题。所以阵列中心才用GPS有源阵子作为参考单元。
[0015] 阵元间距的选择:
[0016] 天线阵的物理结构,即阵元间的相对位置,对整个系统的性能有很大的影响。阵元间相对距离的选取应考虑各天线方向图之间的耦合效应。当阵元间距过小,则会出现严重的互耦现象,使干扰方向形成的零点加宽,深度变浅等问题,降低了自适应阵的性能。而当间距大于约半个波长时则会产生栅瓣,这也是系统不希望发生的。基于这两点考虑,为了使互耦减至最小又能防止栅瓣出现,一般取阵元间距d≈0.5λ。但是,在某些特殊应用中(如某些机载、弹载平台),安装尺寸受限,不得不考虑微型阵技术。在这种情况下,为了使系统的性能降低最小,必须采取措施来降低单元互耦等因素的影响。综合这些因素,在项目中拟采用74mm(约0.31λ)的单元间距。
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