一种新型的伪多普勒测向系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110133575A(43)申请公布日2019.08.16(21)申请号201910395709.9(22)申请日2019.05.13(71)申请人浙江大学地址310058浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号(72)发明人林溥靖皇甫江涛(74)专利代理机构杭州求是专利事务所有限公司33200代理人林超(51)Int.Cl.G01S3/46(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图4页(54)发明名称一种新型的伪多普勒测向系统及方法(57)摘要本发明公开了一种新型的伪多普勒测向系统及方法。包括三维伪多普勒天线阵列、天线组合器、天线切换器、及切换器控制单元、信号接收器及计算单元；利用多个天线单元及天线单元组合构成的虚拟天线单元之间的高速切换进行空间辐射信号的接收，并利用三维空间中天线单元和虚拟天线单元构成的三个相互垂直面上相位中心点的变化获得接收到的信号的伪多普勒特征，以此特征来获得低频信号的相位偏移量并得到辐射信号的三维空间波达方向。本发明利用较少的天线单元可得到更多天线单元才能达到的测向精度，同时只利用一路接收电路进行测量，具有成本低、结构简单的优点。CN110133575ACN110133575A权利要求书1/1页1.一种新型的伪多普勒测向系统，其特征在于：包括三维伪多普勒天线阵列(1)、天线组合器(2)、天线切换器(3)、切换器控制单元(4)、信号接收器(5)和计算单元(6)，三维伪多普勒天线阵列(1)通过同轴线连接至天线组合器(2)的输入端，天线组合器(2)的输出端连接至天线切换器(3)的输入端，天线组合器(2)和天线切换器(3)均连接至切换器控制单元(4)，天线切换器(3)的输出端通过同轴线连接至信号接收器(5)，信号接收器(5)通过USB接口连接至计算单元(6)；所述三维伪多普勒天线阵列(1)包括多个对称布置在三个轴面上的全向天线单元，三个轴面两两垂直围成球状阵列，三个轴面分别为三个圆盘的周面，每个圆盘沿周面均布有多个全向天线单元，且相邻两个圆盘的重合位点均设有一个全向天线单元；所有全向天线单元分别连接至天线组合器的输入接口；所述天线组合器(2)设有多个分别与三维伪多普勒天线阵列(1)的全向天线单元一一对应的的输入接口；天线组合器(2)设有多个分别与天线切换器(3)输入接口一一对应的输出接口；每个天线组合器(2)的输出接口的输入为天线组合器(2)输入接口中的一路或两路的组合，通过切换器控制单元(4)控制每个输出接口每个时刻的输出。2.根据权利要求1所述的一种新型的伪多普勒测向系统，其特征在于：相邻两个所述的全向天线单元之间的距离小于三维伪多普勒天线阵列(1)接收到的无线电信号波长的二分之一。3.根据权利要求1所述的一种新型的伪多普勒测向系统，其特征在于：多个全向天线单元经天线组合器(2)输出多个全向天线单元及多个全向天线单元组合后构成的虚拟天线单元的信号至天线切换器(3)。4.根据权利要求3所述的一种新型的伪多普勒测向系统，其特征在于：所述切换器控制单元(4)为单片机，用于控制天线切换器(3)中全向天线单元和虚拟天线单元之间的顺序切换，天线切换器(3)每次仅输出一个全向天线单元的信号或两个全向天线单元的合成信号至信号接收器(5)。5.根据权利要求1所述的一种新型的伪多普勒测向系统，其特征在于：所述的信号接收器(5)为软件无线电接收机RTL-SDR，将从天线切换器(3)接收的信号下变频到基带，通过USB接口输出数字化的采样信号至计算单元(6)。6.根据权利要求1-5任一所述系统的一种新型的伪多普勒测向方法，其特征在于：三维伪多普勒天线阵列(1)接收空间辐射信号，三维伪多普勒天线阵列(1)中每一轴面的多个全向天线单元通过天线组合器(2)输出多个全向天线单元及多个全向天线单元组合后构成的虚拟天线单元的信号，多个全向天线单元和虚拟天线单元通过天线切换器(3)进行高速切换，天线切换器(3)将高速切换获得的信号输出至计算单元(6)，接收到的信号依次经计算单元(6)中有限冲激响应带通滤波器、频率调制解调器、带通滤波器提取后得到包含波达方向信息的频率波形，将频率波形与天线切换器切换频率相同的正弦波信号进行相位差比较得到每一轴面的波达方向，并以此获得空间辐射信号在三维空间的波达方向。2CN110133575A说明书1/7页一种新型的伪多普勒测向系统及方法技术领域[0001]本发明属于无线电技术领域中无线电信号测向方法，具体涉及一种新型的伪多普勒测向系统及方法。背景技术[0002]近年来随着现代无线通信技术的发展，无线通信设备数量及频谱覆盖密度都显著増加。越来越多的基础设施开始依赖无线通信，因此一些突发或恶意的信号干扰可能会对用户造成巨大的财产损失；恐怖分子