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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