CN103972662A - 阵元间距可调的抗干扰天线阵 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种阵元间距可调的抗干扰天线阵，包括安装底盘和N个天线单元，其中N为整数，N≥1；所有天线单元排列于同一圆周上，或者其中一天线单元位于安装底盘上、其余天线单元排列于以该天线单元为圆心的同一圆周上；还包括装设于安装底盘上的径向移动机构，其可沿所述圆周的圆心的径向移动；位于同一圆周上的所有天线单元固定于所述径向移动机构上，随径向移动机构进行径向移动。本发明实施例实现了均匀分布于圆周上的各天线单元的径向运动，通过双向径向移动可获得不同阵元间距，应用本发明不仅可根据当前需要对阵元间距调整以提高天线的性能，而且拓宽了单个抗干扰天线的应用范围，提高了其通用性，降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种应用于北斗卫星导航***的阵元间距可调的抗干扰天线阵。
背景技术
北斗卫星导航***是中国自行研制的全球卫星定位与通信***(BDS)，是继美全球定位***(GPS)和俄罗斯的GLONASS之后第三个成熟的卫星导航***。北斗卫星导航***已经成为我国重要的空间和信息化基础设施，在交通、通信、电力、金融、气象、海洋、国防等领域发挥重要作用。
北斗卫星导航***除在定位、导航和授时等方面的用途之外，还具有相对广泛的军事用途。在军事用途方面，针对电子对抗问题产生了新的研究方向，即抗干扰技术。无线干扰在频域和时域与使用信号不相重叠时，可以采用频域滤波或者时域滤波的方法进行干扰信号的处理，但是，对于频域时域相同的信号，就需要采用空域滤波的方法。北斗抗干扰技术，其中就包括要对干扰信号进行空域滤波。空域滤波的方法就是当干扰信号和定位卫星信号来自不同方位时，利用多天线技术，在干扰来波方向上形成“零深”，以减小对干扰信号的接收，从而达到抗干扰的目的。
无源抗干扰天线阵列的几个关键的设计参数包括：阵列单元数量、阵列结构单元间距以及阵元之间的隔离度，而单元间距的大小影响着天线阵合成的方向图主瓣增益、主瓣宽度以及整个抗干扰***的干噪比。常规的抗干扰天线阵如图1所示，其采用固定的天线布局，各天线单元间距相同且固定，不能根据当前需求对单元间距进行调整以降低单元间距对整个***性能的不良影响，且在不同应用场景下须采用具有不同单元间距的多种抗干扰天线阵，具有成本高等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阵元间距可调的抗干扰天线阵，提高天线性能，扩大应用范围，降低成本。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种阵元间距可调的抗干扰天线阵，包括安装底盘和N个天线单元，其中N为整数，N≥1；所有天线单元排列于同一圆周上，或者其中一天线单元位于安装底盘上、其余天线单元排列于以该天线单元为圆心的同一圆周上；
还包括装设于安装底盘上的径向移动机构，其可沿所述圆周的圆心的径向移动；位于同一圆周上的所有天线单元固定于所述径向移动机构上，随径向移动机构进行径向移动。
优选的，所述径向移动机构具体包括：与位于同一圆周上的所有天线单元数量一致的多个单元固定盘，以及与单元固定盘相适配的沿所述径向方向设置的多个滑槽；
所述滑槽固定于安装底盘上，位于同一圆周上的天线单元分别固定于对应的单元固定盘中，每个单元固定盘可滑动安装于对应滑槽中。
优选的，所述N为4、6或者7。
优选的，上述抗干扰天线阵中，所有天线单元均匀排列于同一圆周上；或者，所有天线单元中，其中一个天线单元位于安装底盘上、其余天线单元均匀排列在以该天线单元为圆心的同一圆周上。
优选的，所述安装底盘的横截面呈圆形。
本发明与现有技术相比，有益效果在于：
本发明实施例实现了均匀分布于圆周上的各天线单元的径向运动，通过双向径向移动可获得不同阵元间距，应用本发明不仅可根据当前需要对阵元间距调整以提高天线的性能，而且拓宽了单个抗干扰天线的应用范围，提高了其通用性，降低了成本。
附图说明
图1为常规的抗干扰天线阵的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的抗干扰天线阵的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
根据自适应天线***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。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。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。
一般来说，构成自适应天线阵的阵元可按任意方式排列，但通常这些相似的阵元是按直线等距、圆周等距或平面等距排列的。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。
基于上述原理，本实施例采用7个相同天线单元，按照圆阵来排列。如图2所示，本实施例的天线阵包括天线单元1-天线单元7，以及安装底盘8。其中，安装底盘8呈圆形，天线单元1固定于安装底盘8的中心位置；天线单元2-天线单元7均匀分布于以天线单元1为圆心的同一圆周上，并均通过一径向移动机构固定于安装底盘8上。利用径向移动机构，天线单元2-天线单元7可同时沿径向移动，这样即可对单元间距d进行调整。
天线阵的物理结构，即天线单元间的相对位置，对整个天线***的性能有很大的影响。当单元间距d过小，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，降低了天线阵的性能。而当单元间距d大于约半个波长时则会产生栅瓣，会造成***对信号的误判。因而，单元间距d影响着天线阵合成的方向图主瓣增益、主瓣宽度以及整个抗干扰***的干噪比，为解决此因素的影响，本实施例通过径向移动机构来实现单元间距d可调，在需要时可通过调整单元间距d以提高天线性能或者满足不同的应用需求。
请参阅图2所示，本实施例中径向移动机构具体包括：6个单元固定盘9以及与单元固定盘9相适配的多个滑槽10；滑槽10固定于安装底盘8上且沿圆心的径向方向设置，天线单元2-天线单元7分别固定于对应的单元固定盘9中，每个单元固定盘9可滑动安装于对应滑槽10中。
在其他实施例中，径向移动机构的具体结构也不限于图2所示，只要能够实现相应的调节功能即可；天线单元的个数为4至16个之间的任意数。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种阵元间距可调的抗干扰天线阵，包括安装底盘和N个天线单元，其中N为整数，N≥1；所有天线单元排列于同一圆周上，或者其中一天线单元位于安装底盘上、其余天线单元排列于以该天线单元为圆心的同一圆周上；
其特征在于，还包括装设于安装底盘上的径向移动机构，其可沿所述圆周的圆心的径向移动；位于同一圆周上的所有天线单元固定于所述径向移动机构上，随径向移动机构进行径向移动。
2.如权利要求1所述的阵元间距可调的抗干扰天线阵，其特征在于，所述径向移动机构具体包括：与位于同一圆周上的所有天线单元数量一致的多个单元固定盘，以及与单元固定盘相适配的沿所述径向方向设置的多个滑槽；
所述滑槽固定于安装底盘上，位于同一圆周上的天线单元分别固定于对应的单元固定盘中，每个单元固定盘可滑动安装于对应滑槽中。
3.如权利要求1或2所述的阵元间距可调的抗干扰天线阵，其特征在于，所述N为4、6或者7。
4.如权利要求1或2所述的阵元间距可调的抗干扰天线阵，其特征在于，该抗干扰天线阵中，所有天线单元均匀排列于同一圆周上。
5.如权利要求1或2所述的阵元间距可调的抗干扰天线阵，其特征在于，所有天线单元中，其中一个天线单元位于安装底盘上、其余天线单元均匀排列在以该天线单元为圆心的同一圆周上。
6.如权利要求1或2所述的阵元间距可调的抗干扰天线阵，其特征在于，所述安装底盘的横截面呈圆形。
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