發(fā)布時間：2022-01-06 01:52

　　根據(jù)相關干涉儀測向原理,提出了在工程實踐中干涉儀測向圓陣天線的陣元個數(shù)、陣列半徑的設計方法,并用Matalab仿真分析了圓陣的設計方式與側(cè)向精度的關系,并給出了仿真結(jié)果。進一步針對ADS-B的信號特性,仿真并得出了最佳陣列半徑以及陣元個數(shù),最后設計了ADS-B的相關干涉儀天線陣列和測向處理接收機。 

【文章來源】：艦船電子工程. 2020,40(08)

【文章頁數(shù)】：3 頁

【部分圖文】：

均勻圓陣幾何結(jié)構如圖2所示為M個天線陣元的均勻圓陣列的

樣率陣元數(shù)量實驗次數(shù)本地樣本庫天線孔徑1090MHz153°35°210MSPS7個100次360*900.4m~0.6m之間平均選取15個孔徑值增大天線孔徑可得到更高測向精度其優(yōu)勢在于以下兩點：相關算法的樣本中已經(jīng)將樣本中公差和安裝平臺的失真包含在內(nèi)；天線孔徑可以做得很大，兩個天線元之間的電壓測量誤差相對測量讀數(shù)變校大孔徑天線還可提高測向靈敏度。本次仿真條件見表1，仿真主要針對天線孔徑大小對測向精度的影響。在表1的條件下，仿真出了不同天線孔徑和測向均方誤差的關系，實驗的結(jié)果如圖3所示（天線陣元數(shù)量為7）。圖27元陣不同半徑下的測向均方誤差（R=0.4m~0.6m）通過圖3分析，7元陣列的最佳半徑為R=0.495m（此時測向精度為0.6°）。3.2天線數(shù)量對測向的影響比較在不同信噪比下，測向均方誤差與天線陣元數(shù)量的關系。分別選擇5元陣列，7元陣列和9元陣列，比較在不同信噪比下，測向均方誤差。本次仿真條件見表2，仿真主要針對天線陣元數(shù)量對測向精度的影響。表2實驗條件ADS-B來波信號頻率來波信號方位角來波信號俯仰角采樣率天線孔徑實驗次數(shù)本地樣本庫陣元數(shù)量1090MHz153°35°210MSPS0.495m100次360*905/7/9圖3不同信噪比下的測向均方誤差（陣元為5）167

總第314期圖4不同信噪比下的測向均方誤差（陣元為7）圖5不同信噪比下的測向均方誤差（陣元為9）在固定頻率和天線直徑的情況下，即天線孔徑不變的情況下，增加天線陣元數(shù)量，在天線陣元為5增到7時，測向精度有由改善。在天線陣元為7增到9時，測向精度改善不大，因此本次設計采用7元陣列。圖67元天線陣元數(shù)和天線孔徑的關系4ADS-B相關干涉儀測向方案根據(jù)仿真分析，可以得出天線最佳陣元數(shù)為7，最佳陣元半徑為0.495，因此設計天線陣列如圖6所示。差矢量與存在ROM中的樣本庫依次進行相關運算，得出信號的方位角和俯仰角。5結(jié)語通過相關干涉儀測向系統(tǒng)的原理及特點，從工程實際出發(fā)，根據(jù)仿真結(jié)果，提出了一種基于7元陣列的圓陣測向天線陣設計，并仿真了圓陣的最佳半徑以達到最佳的測向精度，并仿真了在最佳半徑的情況下的信噪比對測向精度的影響，能較好地解決機載ADS-B測向在實際環(huán)境中的高精度測向問題。參考文獻［1］李淳，廖桂生，李艷斌.改進的相關干涉儀測向處理方法［J］.西安電子科技大學學報自然科學版，2006，33（3）：400-403.［2］陳芳，鄒修明.基于二次曲面擬合的插值算法［J］.計算機應用與軟件，2006，23（11）：105-107.［3］司偉建，初萍.干涉儀測向解模糊方法［J］.應用科技，2007，34（9）：54-57.［4］韓廣，王斌，王成.相關運算在相位干涉儀解模糊中的應用［J］.聲學技術，2010，29（5）：538-542.［5］諶麗，陳昊，肖先賜.五元均勻圓陣干涉儀加權測向算法及解相位模糊的條件［J］.電子對抗

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