專(zhuān)利名稱(chēng)：雙極化五信道無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)和超分辨率測(cè)向固定站設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是雙極化五信道無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)和超分辨率測(cè)向固定站設(shè)^"，屬于通信技術(shù)中的陣列信號(hào)數(shù)字處理測(cè)向技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景
在無(wú)線(xiàn)電管理中我們經(jīng)常遇到受干擾的用戶(hù)通信不允許中斷(如機(jī)場(chǎng)的通信導(dǎo)航頻率、公眾通信)，以及使用多基站發(fā)射設(shè)備(如尋呼、蜂窩公眾通信網(wǎng))的情況，在同一信道同時(shí)出現(xiàn)多點(diǎn)發(fā)射信號(hào)時(shí)，常規(guī)的測(cè)向技術(shù)難以分辨，經(jīng)過(guò)研究，采用空間譜估計(jì)超分辨率測(cè)向技術(shù)可解決多信號(hào)同時(shí)測(cè)向(比如短波測(cè)向)的問(wèn)題，在一定的條件下可區(qū)分由于多徑引起的相干信號(hào)，故可廣泛用于城市的無(wú)線(xiàn)電測(cè)向，并在雷達(dá)、通信、聲吶等眾多領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)上述問(wèn)題，提出雙極化五信道無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)
和超分辨率測(cè)向固定站設(shè)備。采用雙極化五單元的寬孔徑測(cè)向天線(xiàn)系統(tǒng)、五信道同步測(cè)向接收機(jī)，運(yùn)用先進(jìn)的空間譜估計(jì)超分辨率測(cè)向技術(shù)和DSP數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，通過(guò)統(tǒng)計(jì)算法(MUSIC多信號(hào)分類(lèi)法)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)垂直極化波的無(wú)線(xiàn)電通信信號(hào)和水平極化波的廣播電視信號(hào)的高分辨率測(cè)向。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案其結(jié)構(gòu)是垂直極化無(wú)源測(cè)向天線(xiàn)陣的輸出端與A電旋開(kāi)關(guān)單元的輸入端對(duì)應(yīng)相接，水平極化無(wú)源測(cè)向天線(xiàn)陣的輸出端與B電旋開(kāi)關(guān)單元的第一輸入端對(duì)應(yīng)相接；A電旋開(kāi)關(guān)單元的輸出端與選擇器(10:5)的第一輸入端對(duì)應(yīng)相接，B電旋開(kāi)關(guān)單元的輸出端與選擇器(10:5)
的第二輸入端對(duì)應(yīng)相接，選擇器(10:5)的輸出端與RF三功能放大器模塊的第一輸入端對(duì)應(yīng)相接，RF三功能放大器模塊的輸出端與監(jiān)測(cè)測(cè)向選擇器的第一輸入端對(duì)應(yīng)相接；監(jiān)測(cè)測(cè)向選擇器的輸出端與五信道監(jiān)測(cè)測(cè)向接收機(jī)
的第一輸入端對(duì)應(yīng)相接；監(jiān)測(cè)測(cè)向處理模塊的第一輸出端與RF三功能放大器模塊的第一輸入端對(duì)應(yīng)相接；監(jiān)測(cè)測(cè)向處理模塊的第二輸出端與B電旋開(kāi)關(guān)單元的第二輸入端對(duì)應(yīng)相接，監(jiān)測(cè)測(cè)向處理模塊的第三輸出端與選擇器(10:5)的第三輸入端對(duì)應(yīng)相接，監(jiān)測(cè)測(cè)向處理模塊的第四輸出端與RF三功能放大器模塊的第二輸入端對(duì)應(yīng)相接，監(jiān)測(cè)測(cè)向處理模塊的第五輸出端與監(jiān)測(cè)測(cè)向選擇器的第二輸入端對(duì)應(yīng)相接；監(jiān)測(cè)測(cè)向處理模塊的第六輸出端與五信道監(jiān)測(cè)測(cè)向接收機(jī)的第二輸入端對(duì)應(yīng)相接；五信道監(jiān)測(cè)測(cè)向接收機(jī)的輸入/輸出端與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的第一輸出/輸入端對(duì)應(yīng)相接，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的第二輸出/輸入端與監(jiān)測(cè)測(cè)向處理模塊的輸入/輸出端對(duì)應(yīng)相接，垂直極化監(jiān)測(cè)天線(xiàn)的輸出端與RF三功能放大器模塊的第二輸入端對(duì)應(yīng)相接，水平極化監(jiān)測(cè)天線(xiàn)的輸出端與RF三功能放大器模塊的第三輸入端對(duì)應(yīng)相接，RF三功能放大器模塊的第一輸出端與監(jiān)測(cè)測(cè)向選擇器的第三輸入端對(duì)應(yīng)相接，RF三功能放大器模塊的第二輸出端與監(jiān)測(cè)測(cè)向選擇器的第四輸入端對(duì)應(yīng)相接，電池組或市電的電源輸出端與UPS的輸入端對(duì)應(yīng)相接，UPS的的第一輸出端與監(jiān)測(cè)測(cè)向處理模塊的輸入端對(duì)應(yīng)相接，UPS的的第二輸出端與環(huán)境監(jiān)控和遙控單元的輸入端對(duì)應(yīng)相接，環(huán)境監(jiān)控和遙控單元的輸出端與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的輸入端對(duì)應(yīng)相接，環(huán)境監(jiān)控和遙控單元與集線(xiàn)器、網(wǎng)絡(luò)串接。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)采用空間譜估計(jì)超分辨率測(cè)向技術(shù)和DSP數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，運(yùn)用先進(jìn)的統(tǒng)計(jì)算法(MUSIC多信號(hào)分類(lèi)法)，可有效區(qū)分多個(gè)同時(shí)出現(xiàn)的同信道信號(hào)，大大改善了系統(tǒng)處理帶寬內(nèi)空間信號(hào)的角度估計(jì)精度、角度分辨力及其他相關(guān)參數(shù)精度；采用無(wú)源寬孔徑大基礎(chǔ)雙極化測(cè)向天線(xiàn)陣，很好地解決了各天線(xiàn)陣元間的互耦問(wèn)題，排除了單元天線(xiàn)間的耦合和相位模糊。采用了相位一致性好的五信道測(cè)向接收機(jī)及具有放大、直通、衰減三種功能的低噪聲放大器，擴(kuò)大了接收信號(hào)的動(dòng)態(tài)應(yīng)用范圍。采用軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)，在不測(cè)向時(shí)，可轉(zhuǎn)入多信道的不同頻域、時(shí)域、調(diào)制域的監(jiān)測(cè)和信號(hào)分析，最充分地利用資源。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)垂直極化波的無(wú)
線(xiàn)通訊信號(hào)和水平極化波的廣播電視信號(hào)的超分辨率監(jiān)測(cè)測(cè)向。


附圖1是本發(fā)明實(shí)施例電原理框圖
附圖2是電旋開(kāi)關(guān)單元電原理示意圖
附圖3是RF三功能放大器電原理框圖
附圖4是功率分配器以1: 2分配器為例的結(jié)構(gòu)框圖
附圖5是環(huán)境監(jiān)控和遙控單元的結(jié)構(gòu)框圖
附圖6是雙極化無(wú)源測(cè)向天線(xiàn)陣(固定站用)平面示意圖
具體實(shí)施方式
對(duì)照附圖l，其結(jié)構(gòu)主要包括垂直極化無(wú)源測(cè)向天線(xiàn)陣l、水平極化無(wú)
源測(cè)向天線(xiàn)陣2、 A電旋開(kāi)關(guān)單元3、 B電旋開(kāi)關(guān)單元4、選擇器(10:5) 5、 RF三功能放大器模塊A、測(cè)測(cè)向選擇器7、五信道監(jiān)測(cè)測(cè)向接收機(jī)8、監(jiān)測(cè) 測(cè)向處理模塊9、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)IO、垂直極化監(jiān)測(cè)天線(xiàn)11、水平極化監(jiān)測(cè)天線(xiàn) 12、 RF三功能放大器模塊B、電池組或市電14、 UPS15、環(huán)境監(jiān)控和遙控單 元16、集線(xiàn)器17、網(wǎng)絡(luò)18。其中垂直極化無(wú)源測(cè)向天線(xiàn)陣l的信號(hào)輸出端 與A電旋開(kāi)關(guān)單元3的信號(hào)輸入端對(duì)應(yīng)相接，水平極化無(wú)源測(cè)向天線(xiàn)陣2的 信號(hào)輸出端與B電旋開(kāi)關(guān)單元4的第一信號(hào)輸入端對(duì)應(yīng)相接；A電旋開(kāi)關(guān)單 元3的信號(hào)輸出端與選擇器(10:5) 5的第一信號(hào)輸入端對(duì)應(yīng)相接，B電旋 開(kāi)關(guān)單元4的信號(hào)輸出端與選擇器(10:5) 5的第二信號(hào)輸入端對(duì)應(yīng)相接， 選擇器(10:5) 5的信號(hào)輸出端與RF三功能放大器模塊6的第一信號(hào)輸入端 對(duì)應(yīng)相接,RF三功能放大器模塊6的信號(hào)輸出端與監(jiān)測(cè)測(cè)向選擇器7的第一 信號(hào)輸入端對(duì)應(yīng)相接；監(jiān)測(cè)測(cè)向選擇器7的信號(hào)輸出端與五信道監(jiān)測(cè)測(cè)向接 收機(jī)8的第一信號(hào)輸入端對(duì)應(yīng)相接；監(jiān)測(cè)測(cè)向處理模塊9的第一信號(hào)輸出端 與RF三功能放大器模塊13的第一信號(hào)輸入端對(duì)應(yīng)相接；監(jiān)測(cè)測(cè)向處理模塊 9的第二信號(hào)輸出端與B電旋開(kāi)關(guān)單元4的第二信號(hào)輸
入端對(duì)應(yīng)相接，監(jiān)測(cè)測(cè)向處理模塊9的第三信號(hào)輸出端與選擇器(10:5)
的第三信號(hào)輸入端對(duì)應(yīng)相接，監(jiān)測(cè)測(cè)向處理模塊9的第四信號(hào)輸出端與RF三功能放大器模塊6的第二信號(hào)輸入端對(duì)應(yīng)相接，監(jiān)測(cè)測(cè)向處理模塊9的第 五信號(hào)輸出端與監(jiān)測(cè)測(cè)向選擇器7的第二信號(hào)輸入端對(duì)應(yīng)相接；監(jiān)測(cè)測(cè)向處 理模塊9的第六信號(hào)輸出端與五信道監(jiān)測(cè)測(cè)向接收機(jī)8的第二信號(hào)輸入端對(duì) 應(yīng)相接；五信道監(jiān)測(cè)測(cè)向接收機(jī)8的信號(hào)輸入/輸出端與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)10的第 一信號(hào)輸出/輸入端對(duì)應(yīng)相接，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)10的第二信號(hào)輸出/輸入端與監(jiān) 測(cè)測(cè)向處理模塊9的信號(hào)輸入/輸出端對(duì)應(yīng)相接，垂直極化監(jiān)測(cè)天線(xiàn)11的信 號(hào)輸出端與RF三功能放大器模塊13的第二信號(hào)輸入端對(duì)應(yīng)相接，水平極化 監(jiān)測(cè)天線(xiàn)12的信號(hào)輸出端與RF三功能放大器模塊13的第三信號(hào)輸入端對(duì) 應(yīng)相接，RF三功能放大器模塊13的第一信號(hào)輸出端與監(jiān)測(cè)測(cè)向選擇器7的 第三信號(hào)輸入端對(duì)應(yīng)相接，RF三功能放大器模塊13的第二信號(hào)輸出端與監(jiān) 測(cè)測(cè)向選擇器7的第四信號(hào)輸入端對(duì)應(yīng)相接，電池組或市電14的電源輸出 端與UPS15的信號(hào)輸入端對(duì)應(yīng)相接，UPS15的的第一信號(hào)輸出端與監(jiān)測(cè)測(cè)向 處理模塊9的信號(hào)輸入端對(duì)應(yīng)相接，UPS15的的第二信號(hào)輸出端與環(huán)境監(jiān)控 和遙控單元16的信號(hào)輸入端對(duì)應(yīng)相接，環(huán)境監(jiān)控和遙控單元16的信號(hào)輸出 端與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)10的信號(hào)輸入端對(duì)應(yīng)相接，環(huán)境監(jiān)控和遙控單元16與集線(xiàn) 器17、網(wǎng)絡(luò)18串接。
所述的垂直極化無(wú)源測(cè)向天線(xiàn)陣l，參見(jiàn)圖6，沿高度方向分四層排列， 分別對(duì)應(yīng)四個(gè)頻段；最下層天線(xiàn)陣的工作頻段為20 160MHz，由五付長(zhǎng)1.8 米、直徑40mm的無(wú)源寬孔徑垂直偶極子天線(xiàn)組成大基礎(chǔ)圓形陣列，陣列直 徑約3米；往上第二層是160 500MHz頻段的天線(xiàn)陣，由五付長(zhǎng)約0.6米、 直徑16ram的無(wú)源寬孔徑垂直偶極子天線(xiàn)組成大基礎(chǔ)圓形陣列，陣列直徑有 所縮??；第三層是500 1350MHz頻段的天線(xiàn)陣，由五付長(zhǎng)約0. 3米、直徑 16mm的無(wú)源寬孔徑垂直偶極子天線(xiàn)組成大基礎(chǔ)圓形陣列，陣列直徑進(jìn)一步縮 ?。坏谒膶邮?350 3000MHz頻段的天線(xiàn)陣，由五付長(zhǎng)約0.2米、直徑17, 的無(wú)源寬孔徑垂直偶極子天線(xiàn)組成大基礎(chǔ)圓形陣列，陣列直徑再次縮?。蛔?上端安裝有避雷針，天線(xiàn)總高度約5米，阻抗為50Q，接口為N型插座。
所述的水平極化無(wú)源測(cè)向天線(xiàn)陣2，參見(jiàn)圖6，沿高度方向分為兩層排列(分別對(duì)應(yīng)兩個(gè)頻段)。下層為30 300MHz頻段天線(xiàn)陣，由五付水平放置 的無(wú)源寬孔徑正交偶極子天線(xiàn)(兩個(gè)長(zhǎng)約0. 5米、直徑16mm的偶極子成十 字狀交叉組合而成)組成大基礎(chǔ)圓陣，陣列直徑約3米；上層為300 1300MHz 頻段天線(xiàn)陣，由五付水平放置的無(wú)源寬孔徑正交偶極子天線(xiàn)(兩個(gè)長(zhǎng)約0.3 米、直徑16mm的偶極子成十字狀交叉組合而成)組成大基礎(chǔ)圓陣，陣列直 徑有所縮小，天線(xiàn)阻抗為50Q。
所述的A電旋開(kāi)關(guān)單元3，用于垂直極化波信號(hào)。它受監(jiān)測(cè)測(cè)向處理模 塊9的控制和供電。工作頻段為20 3000MHz，內(nèi)部有SW-20/5-F電旋開(kāi)關(guān) 和SPL-1/5功率分配器。它相當(dāng)于一個(gè)高頻電子開(kāi)關(guān)，有20個(gè)信號(hào)輸入端、 5個(gè)信號(hào)輸出端、l個(gè)控制/供電端口、 l個(gè)自校信號(hào)輸入端，它受控同時(shí)打 通某個(gè)頻段的5路信號(hào)通道和自校信號(hào)通道。來(lái)自接收機(jī)(或外接)的自校 信號(hào)經(jīng)SPL-1/5功率分配器后被分成5路，用于對(duì)20 160MHz頻段或160 500MHz頻段或500 1350MHz或1350 3000MHz頻段工作的系統(tǒng)進(jìn)行自校。 其工作原理當(dāng)控制電壓V1、 V2加電，二極管D1 D3導(dǎo)通時(shí)，來(lái)自天線(xiàn)l 的信號(hào)就可傳到節(jié)點(diǎn)A，當(dāng)控制電壓V2、 V3加電，二極管D4 D6導(dǎo)通時(shí)， 自校信號(hào)就可傳到節(jié)點(diǎn)A，當(dāng)控制電壓V4、 V5加電，二極管D7 D9導(dǎo)通時(shí)， 節(jié)點(diǎn)A的信號(hào)就可從主路輸出；當(dāng)控制電壓V6、 V7加電，二極管D10 D12 導(dǎo)通時(shí)，節(jié)點(diǎn)A的信號(hào)就可從輔助路輸出。如圖2所示。
B電旋開(kāi)關(guān)單元4，用于水平極化波信號(hào)。它受監(jiān)測(cè)測(cè)向處理模塊9的 控制和供電。工作頻段為30 1300MHz，內(nèi)部有SW-10/5-F電旋開(kāi)關(guān)和 SPL-1/5功率分配器。它相當(dāng)于一個(gè)高頻電子開(kāi)關(guān)，有10個(gè)信號(hào)輸入端、5 個(gè)信號(hào)輸出端、l個(gè)控制/供電端口、 l個(gè)自校信號(hào)輸入端，它受控同時(shí)打通 某個(gè)頻段的5路信號(hào)通道和自校信號(hào)通道。來(lái)自接收機(jī)(或外接)的自校信 號(hào)經(jīng)SPL-1/5功率分配器后被分成5路，用于對(duì)30 300MHz頻段或300 1300MHz頻段工作的系統(tǒng)進(jìn)行自校。
選擇器(10:5) 5是對(duì)從A電旋開(kāi)關(guān)單元、B電旋開(kāi)關(guān)單元輸入的兩組 共10路信號(hào)進(jìn)行選擇，從中選取1組共5路信號(hào)輸出。它有10個(gè)輸入端、 5個(gè)輸出端和l個(gè)控制/供電端。
9RF三功能放大器模塊6，工作頻率為20 3000MHz，具有放大、直通、 衰減三種功能，在使用中根據(jù)實(shí)際需要由軟件設(shè)定。由5個(gè)獨(dú)立的低噪聲放 大器組成，分別對(duì)來(lái)自選擇器5的5路信號(hào)進(jìn)行處理。它們各有1個(gè)控制/ 供電端、l個(gè)輸入端、l個(gè)輸出端。三功能放大器的工作原理其由A高頻 繼電器、B高頻繼電器、放大電路、衰減電路和電源組成。高頻繼電器的型 號(hào)為RF303-12，放大器中的放大管型號(hào)為ERA-51SM。 +12V電源受軟件控制 分別加到A高頻繼電器和B高頻繼電器上。當(dāng)A高頻繼電器加電，而B(niǎo)高頻 繼電器不加電時(shí)，輸入信號(hào)經(jīng)放大電路后得到線(xiàn)性放大，再經(jīng)B高頻繼電器 的直通部分輸出。即為"放大"。當(dāng)A高頻繼電器不加電，而B(niǎo)高頻繼電器 加電時(shí)，輸入信號(hào)經(jīng)A高頻繼電器的直通部分后到達(dá)高頻繼電器的衰減電路， 經(jīng)衰減后輸出。即為"衰減"。當(dāng)A高頻繼電器和B高頻繼電器都不加電時(shí)， 輸入信號(hào)經(jīng)A高頻繼電器和B高頻繼電器的直通部分輸出。即為"直通"。 故該放大器具有"直通、放大、衰減"三功能。
監(jiān)測(cè)測(cè)向選擇器7，對(duì)來(lái)自測(cè)向天線(xiàn)系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)天線(xiàn)系統(tǒng)的信號(hào)進(jìn)行選 通，輸出用于測(cè)向的5路信號(hào)或用于監(jiān)測(cè)的4路信號(hào)到五信道監(jiān)測(cè)測(cè)向接收 機(jī)8中。
五信道監(jiān)測(cè)測(cè)向接收機(jī)8，對(duì)測(cè)向天線(xiàn)或監(jiān)測(cè)天線(xiàn)所接收到的空中無(wú)線(xiàn) 電信號(hào)進(jìn)行變頻、采樣、解調(diào)、解碼以及A/D變換等，輸出包括信號(hào)頻率、 幅度、頻偏、調(diào)制度、帶寬、電平等信息的模擬或數(shù)字中頻信號(hào)，再送到計(jì) 算機(jī)系統(tǒng)10 (ADVANTECH IPC-610)處理。本實(shí)施例中選用江西省九江市713 廠的J067數(shù)字式五信道監(jiān)測(cè)測(cè)向接收機(jī)，進(jìn)行五信道的監(jiān)測(cè)和空間譜估計(jì) 超分辨率測(cè)向。其由五個(gè)板卡式接收機(jī)組成，采用PCI總線(xiàn)結(jié)構(gòu)和模塊化設(shè) 計(jì)， 一塊板卡就是一個(gè)接收信道，板卡插在PCI插槽的19"標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱內(nèi)，用 壓條固定。當(dāng)系統(tǒng)在測(cè)向時(shí)，五信道接收機(jī)同時(shí)工作，共用同一
本振源，相位一致性好，保證了空間譜估計(jì)超分辨率測(cè)向系統(tǒng)的高精度。
而當(dāng)系統(tǒng)不測(cè)向時(shí)，又可通過(guò)軟件自動(dòng)切換到監(jiān)測(cè)測(cè)量，用作對(duì)來(lái)自監(jiān) 測(cè)天線(xiàn)的信號(hào)進(jìn)行多信道分別處理，適應(yīng)不同頻域、調(diào)制域、時(shí)域的監(jiān)測(cè)測(cè) 量，真正做到一機(jī)兩用，充分利用資源。監(jiān)測(cè)測(cè)向處理模塊9 (型號(hào)為DFC050L〉是系統(tǒng)各部分控制驅(qū)動(dòng)單元和直流 供電單元。處理模塊通過(guò)并口與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通訊，接受計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制指 令，實(shí)施對(duì)有關(guān)單元的控制。如對(duì)A電旋開(kāi)關(guān)單元、B電旋開(kāi)關(guān)單元、選 擇器(10:5)、 RF三功能放大器模塊、監(jiān)測(cè)測(cè)向選擇器、五信道監(jiān)測(cè)測(cè)向接 收機(jī)等的控制，使系統(tǒng)按著軟件程序?qū)o(wú)線(xiàn)電信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和測(cè)向。
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)10為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(ADVANTECH IPC-610)，它具有運(yùn)行 速度快、容量大、穩(wěn)定可靠、可擴(kuò)展、抗震性能好等特點(diǎn)。其作為應(yīng)用軟件 的載體，除了執(zhí)行程序(包括存儲(chǔ)、打印)夕卜，還對(duì)大量的數(shù)據(jù)、音頻、視 頻等進(jìn)行處理，它通過(guò)對(duì)從天線(xiàn)陣元接收到的大量數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，采用 先進(jìn)的統(tǒng)計(jì)算法一一多重信號(hào)分類(lèi)(MUSIC)算法，從而得出信號(hào)的方位。 在空間譜估計(jì)超分辨率測(cè)向中，測(cè)量所有可能天線(xiàn)陣元接收到的信號(hào)電壓， 生產(chǎn)測(cè)量協(xié)方差矩陣R，該矩陣用于分辨接收信號(hào)中的同信道分量。MUSIC 算法的過(guò)程為先計(jì)算協(xié)方差矩陣R，對(duì)R進(jìn)行特征分解求出其特征值和特征 向量。根據(jù)特征值可以確定信號(hào)源的數(shù)量，利用由特征向量組成的信號(hào)子空 間和噪聲子空間的正交關(guān)系，對(duì)兩個(gè)子空間進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚恚_定無(wú)線(xiàn)電信 號(hào)的來(lái)波方向。超分辨率測(cè)向使用內(nèi)插方位值來(lái)計(jì)算多個(gè)方位角，該值根據(jù) 與測(cè)量協(xié)方差矩陣R生產(chǎn)的信號(hào)子空間最匹配的方位校準(zhǔn)矢量生成。
垂直極化監(jiān)測(cè)天線(xiàn)11，包括ANT-BC-104低端監(jiān)測(cè)天線(xiàn)和ANT-BC-105 高端監(jiān)測(cè)天線(xiàn)兩種，均為垂直放置的、在水平面內(nèi)無(wú)方向性、在垂直面內(nèi)成 八字形波瓣方向圖的無(wú)源雙錐全向天線(xiàn)。ANT-BC-104低端監(jiān)測(cè)天線(xiàn)工作頻段 為20 700MHz，可伸縮，最大直徑約1.8米，最大高度約1. 8米，
總重量約6Kg，阻抗50Q，接口型式為N型插座；ANT-BC-105高端監(jiān)測(cè)天線(xiàn) 工作頻段為:500 3000麗z，直徑約0.3米，高度0.4米，總重量小于4Kg， 阻抗50a接口型式為N型插座。
水平極化監(jiān)測(cè)天線(xiàn)12，是一種在垂直平面內(nèi)無(wú)方向性、在水平面內(nèi)成八 字形波瓣方向圖的有源全向天線(xiàn)，它根據(jù)頻段分為低端(20MHz 700MHz) 和高端(500MHz 3000MHz)兩種。輸入阻抗50Q，接口型式為N型插座。
iiRF三功能放大器模塊13，工作頻率為20 3000MHz,具有放大、直通、
衰減三種功能，在使用中根據(jù)實(shí)際需要由軟件設(shè)定。由4個(gè)獨(dú)立的低噪聲放 大器組成，分別對(duì)來(lái)自垂直極化監(jiān)測(cè)天線(xiàn)和水平極化監(jiān)測(cè)天線(xiàn)的4路信號(hào)進(jìn) 行處理。它們各有l(wèi)個(gè)控制/供電端、l個(gè)輸入端、1個(gè)輸出端。其工作原理 前面已有敘述，這里略。
電池組或市電14包括市電220VAC和蓄電池組(8節(jié)12V100AH)。
UPS 15為不間斷電源，型號(hào)為APC 3000VA在線(xiàn)式。
所述的環(huán)境監(jiān)控和遙控單元16，由遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)控制模塊(接受控制指令對(duì) 系統(tǒng)設(shè)備上下電、計(jì)算機(jī)復(fù)位、空調(diào)啟動(dòng)等進(jìn)行控制)、數(shù)據(jù)采集器(用于 現(xiàn)場(chǎng)220VAC的AD采集、讀取設(shè)備上下電狀況及電壓數(shù)據(jù)等)、網(wǎng)絡(luò)視頻服 務(wù)器(型號(hào)為DS-6001HC,用于傳輸現(xiàn)場(chǎng)圖像)、彩色攝像頭(型號(hào)為三星101)、 電壓傳感器(型號(hào)為DYH28-14A,用于將220V交流電轉(zhuǎn)化為5V的交流電)、 溫濕度傳感器(型號(hào)為JWSL-3W)、煙霧報(bào)警器(型號(hào)為BT-168A)、紅外報(bào) 警器(型號(hào)為BT-922R)等部份組成。它通過(guò)NJ45接口與集線(xiàn)器17相聯(lián)， 集線(xiàn)器再與有線(xiàn)/無(wú)線(xiàn)傳輸網(wǎng)絡(luò)18相接。在控制中心軟件(DESCO DF7.0) 作用下，可對(duì)遠(yuǎn)程固定站進(jìn)行遙控操作，包括開(kāi)關(guān)機(jī)、接收控制中心指令進(jìn) 行監(jiān)測(cè)、監(jiān)聽(tīng)、錄音、測(cè)向或交匯定位，并將監(jiān)測(cè)監(jiān)聽(tīng)測(cè)向結(jié)果回傳到控制 中心。此外，對(duì)遠(yuǎn)程站的工作狀態(tài)、設(shè)備連接狀態(tài)、環(huán)境狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并 通過(guò)傳輸鏈路將環(huán)境、工作狀態(tài)等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和通過(guò)攝像頭把遠(yuǎn)程監(jiān)視的圖像 送到控制中心進(jìn)行監(jiān)視。如有異常(含盜竊、火警等)將及時(shí)報(bào)警。
對(duì)照?qǐng)D6，其中19是避雷針，20是五單元垂直極化無(wú)源測(cè)向天線(xiàn)陣
(1350MHz — 3000MHz), 21是五單元垂直極化無(wú)源測(cè)向天線(xiàn)陣(500MHz — 1350MHz)， 22是五單元水平極化無(wú)源測(cè)向天線(xiàn)陣(300MHz — 1300固z)， 23 是五單元垂直極化無(wú)源測(cè)向天線(xiàn)陣(160MHz — 500MHz)， 24是五單元水平極 化無(wú)源測(cè)向天線(xiàn)陣(30MHz — 300MHz)， 25是五單元垂直極化無(wú)源測(cè)向天線(xiàn)陣
(20MHz — 160MHz)。
1權(quán)利要求1、雙極化五信道無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)和超分辨率測(cè)向固定站設(shè)備，其特征是垂直極化無(wú)源測(cè)向天線(xiàn)陣的輸出端與A電旋開(kāi)關(guān)單元的輸入端對(duì)應(yīng)相接，水平極化無(wú)源測(cè)向天線(xiàn)陣的輸出端與B電旋開(kāi)關(guān)單元的第一輸入端對(duì)應(yīng)相接；A電旋開(kāi)關(guān)單元的輸出端與選擇器(10:5)的第一輸入端對(duì)應(yīng)相接，B電旋開(kāi)關(guān)單元的輸出端與選擇器(10:5)的第二輸入端對(duì)應(yīng)相接，選擇器(10:5)的輸出端與RF三功能放大器模塊的第一輸入端對(duì)應(yīng)相接，RF三功能放大器模塊的輸出端與監(jiān)測(cè)測(cè)向選擇器的第一輸入端對(duì)應(yīng)相接；監(jiān)測(cè)測(cè)向選擇器的輸出端與五信道監(jiān)測(cè)測(cè)向接收機(jī)的第一輸入端對(duì)應(yīng)相接；監(jiān)測(cè)測(cè)向處理模塊的第一輸出端與RF三功能放大器模塊的第一輸入端對(duì)應(yīng)相接；監(jiān)測(cè)測(cè)向處理模塊的第二輸出端與B電旋開(kāi)關(guān)單元的第二輸入端對(duì)應(yīng)相接，監(jiān)測(cè)測(cè)向處理模塊的第三輸出端與選擇器(10:5)的第三輸入端對(duì)應(yīng)相接，監(jiān)測(cè)測(cè)向處理模塊的第四輸出端與RF三功能放大器模塊的第二輸入端對(duì)應(yīng)相接，監(jiān)測(cè)測(cè)向處理模塊的第五輸出端與監(jiān)測(cè)測(cè)向選擇器的第二輸入端對(duì)應(yīng)相接；監(jiān)測(cè)測(cè)向處理模塊的第六輸出端與五信道監(jiān)測(cè)測(cè)向接收機(jī)的第二輸入端對(duì)應(yīng)相接；五信道監(jiān)測(cè)測(cè)向接收機(jī)的輸入/輸出端與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的第一輸出/輸入端對(duì)應(yīng)相接，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的第二輸出/輸入端與監(jiān)測(cè)測(cè)向處理模塊的輸入/輸出端對(duì)應(yīng)相接，垂直極化監(jiān)測(cè)天線(xiàn)的輸出端與RF三功能放大器模塊的第二輸入端對(duì)應(yīng)相接，水平極化監(jiān)測(cè)天線(xiàn)的輸出端與RF三功能放大器模塊的第三輸入端對(duì)應(yīng)相接，RF三功能放大器模塊的第一輸出端與監(jiān)測(cè)測(cè)向選擇器的第三輸入端對(duì)應(yīng)相接，RF三功能放大器模塊的第二輸出端與監(jiān)測(cè)測(cè)向選擇器的第四輸入端對(duì)應(yīng)相接，電池組或市電的電源輸出端與UPS的輸入端對(duì)應(yīng)相接，UPS的的第一輸出端與監(jiān)測(cè)測(cè)向處理模塊的輸入端對(duì)應(yīng)相接，UPS的的第二輸出端與環(huán)境監(jiān)控和遙控單元的輸入端對(duì)應(yīng)相接，環(huán)境監(jiān)控和遙控單元的輸出端與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的輸入端對(duì)應(yīng)相接，環(huán)境監(jiān)控和遙控單元與集線(xiàn)器、網(wǎng)絡(luò)串接。
2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的雙極化五信道無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)和超分辨率測(cè)向固定站設(shè)備，其特征是所述的垂直極化無(wú)源測(cè)向天線(xiàn)陣，沿高度方向分四層排列，分別對(duì)應(yīng)四個(gè)頻段；最下層天線(xiàn)陣的工作頻段為20 160MHz，由五付長(zhǎng) 1.8米、直徑40mm的無(wú)源寬孔徑垂直偶極子天線(xiàn)組成大基礎(chǔ)圓形陣列，陣列 直徑3米；往上第二層是160 500MHz頻段的天線(xiàn)陣，由五付長(zhǎng)0.6米、直 徑16mm的無(wú)源寬孔徑垂直偶極子天線(xiàn)組成大基礎(chǔ)圓形陣列，陣列直徑有所 縮?。坏谌龑邮?00 1350MHz頻段的天線(xiàn)陣，由五付長(zhǎng)0.3米、直徑16mm 的無(wú)源寬孔徑垂直偶極子天線(xiàn)組成大基礎(chǔ)圓形陣列，陣列直徑進(jìn)一步縮?。?第四層是1350 3000MHz頻段的天線(xiàn)陣，由五付長(zhǎng)0. 2米、直徑17咖的無(wú) 源寬孔徑垂直偶極子天線(xiàn)組成大基礎(chǔ)圓形陣列，陣列直徑再次縮?。蛔钌隙?安裝有避雷針，天線(xiàn)總高度5米，阻抗為50Q,接口為N型插座。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的雙極化五信道無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)和超分辨率測(cè)向固 定站設(shè)備，其特征是所述的水平極化無(wú)源測(cè)向天線(xiàn)陣，沿高度方向分為兩層 排列，分別對(duì)應(yīng)兩個(gè)頻段；下層為30 300顧z頻段天線(xiàn)陣，由五付水平放 置的無(wú)源寬孔徑正交偶極子天線(xiàn)，兩個(gè)長(zhǎng)0. 5米、直徑16mm的偶極子成十 字狀交叉組合組成大基礎(chǔ)圓陣，陣列直徑3米；上層為300 1300MHz頻段 天線(xiàn)陣，由五付水平放置的無(wú)源寬孔徑正交偶極子天線(xiàn)，兩個(gè)長(zhǎng)0.3米、直 徑16ram的偶極子成十字狀交叉組合組成大基礎(chǔ)圓陣，陣列直徑有所縮小， 天線(xiàn)阻抗為50Q。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的雙極化五信道無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)和超分辨率測(cè)向固 定站設(shè)備，其特征是所述的A電旋開(kāi)關(guān)單元，工作頻段為20 3000MHz，內(nèi) 部有SW-20/5-F電旋開(kāi)關(guān)和SPL-1/5功率分配器，相當(dāng)于一個(gè)高頻電子開(kāi)關(guān)， 有20個(gè)信號(hào)輸入端、5個(gè)信號(hào)輸出端、l個(gè)控制/供電端口、 l個(gè)自校信號(hào)輸 入端。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的雙極化五信道無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)和超分辨率測(cè)向固 定站系統(tǒng)，其特征是所述的B電旋開(kāi)關(guān)單元，工作頻段為30 1300MHz，內(nèi)部有SW-10/5-F電旋開(kāi)關(guān)和SPL-1/5功率分配器，相當(dāng)于一個(gè)高頻電子開(kāi)關(guān)， 有10個(gè)信號(hào)輸入端、5個(gè)信號(hào)輸出端、l個(gè)控制/供電端口、 l個(gè)自校信號(hào)輸入端o
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的雙極化五信道無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)和超分辨率測(cè)向固定站設(shè)備，其特征是所述的選擇器(10:5)是對(duì)從A電旋開(kāi)關(guān)單元、B電旋 開(kāi)關(guān)單元輸入的兩組共10路信號(hào)進(jìn)行選擇，從中選取1組共5路信號(hào)輸出， 它有10個(gè)輸入端、5個(gè)輸出端和1個(gè)控制/供電端。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的雙極化五信道無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)和超分辨率測(cè)向固 定站設(shè)備，其特征是所述的二個(gè)RF三功能放大器模塊，工作頻率為20 '3000MHz。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的雙極化五信道無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)和超分辨率測(cè)向固 定站設(shè)備，其特征是所述的垂直極化監(jiān)測(cè)天線(xiàn)，包括ANT-BC-104低端監(jiān)測(cè) 天線(xiàn)和ANT-BC-105高端監(jiān)測(cè)天線(xiàn)兩種，均為垂直放置，在水平面內(nèi)無(wú)方向 性，在垂直面內(nèi)成八字形波瓣方向圖的無(wú)源雙錐全向天線(xiàn)，ANT-BC-104低端 監(jiān)測(cè)天線(xiàn)工作頻段為20 700MHz，可伸縮，最大直徑1.8米，最大高度約 1.8米，阻抗50Q,接口型式為N型插座；ANT-BC-105高端監(jiān)測(cè)天線(xiàn)工作頻 段為500 3000MHz，直徑0.3米，高度0.4米，阻抗接口型式為N 型插座。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的雙極化五信道無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)和超分辨率測(cè)向固 定站設(shè)備，其特征是所述的水平極化監(jiān)測(cè)天線(xiàn)，是一種在垂直平面內(nèi)無(wú)方向性、在水平面內(nèi)成八字形波瓣方向圖的有源全向天線(xiàn)，它根據(jù)頻段分為低端20MHz 700MHz和高端:500MHz 3000MHz兩種，輸入阻抗50Q，接口型式 為N型插座。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型是雙極化五信道無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)和超分辨率測(cè)向固定站設(shè)備，其結(jié)構(gòu)包括垂直極化無(wú)源測(cè)向天線(xiàn)陣、水平極化無(wú)源測(cè)向天線(xiàn)陣、二個(gè)電旋開(kāi)關(guān)單元、選擇器(10︰5)、二個(gè)RF三功能放大器模塊、監(jiān)測(cè)測(cè)向選擇器、五信道監(jiān)測(cè)測(cè)向接收機(jī)、監(jiān)測(cè)測(cè)向處理模塊、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、垂直極化監(jiān)測(cè)天線(xiàn)、水平極化監(jiān)測(cè)天線(xiàn)等。優(yōu)點(diǎn)可有效區(qū)分多個(gè)同時(shí)出現(xiàn)的同信道信號(hào)，改善了系統(tǒng)處理帶寬內(nèi)空間信號(hào)的角度估計(jì)精度、角度分辨力及其他相關(guān)參數(shù)精度；采用無(wú)源寬孔徑大基礎(chǔ)雙極化測(cè)向天線(xiàn)陣，解決了各天線(xiàn)陣元間的互耦問(wèn)題，排除了單元天線(xiàn)間的耦合和相位模糊。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)垂直極化波的無(wú)線(xiàn)通訊信號(hào)和水平極化波的廣播電視信號(hào)的超分辨率監(jiān)測(cè)測(cè)向。
文檔編號(hào)G01S3/14GK201285420SQ200820185918
公開(kāi)日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2008年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月10日
發(fā)明者俞惟銓 申請(qǐng)人:俞惟銓