基于无人机自旋的双通道电磁频谱测向定位系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115113133A(43)申请公布日2022.09.27(21)申请号202210723799.1(22)申请日2022.06.23(71)申请人湖南猎航电子科技有限公司地址410000湖南省长沙市开福区新河街道晴岚路68号北辰凤凰天阶苑B1E1区3栋12024房(72)发明人凌昭君龙林园(74)专利代理机构北京和联顺知识产权代理有限公司11621专利代理师徐冬冬(51)Int.Cl.G01S3/14(2006.01)G01S3/10(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称基于无人机自旋的双通道电磁频谱测向定位系统(57)摘要本发明公开了基于无人机自旋的双通道电磁频谱测向定位系统，包括电磁频谱测向定位载荷、无人机系统和地面处理服务器，所述电磁频谱测向定位载荷搭载在无人机上；所述电磁频谱测向定位载荷包括接收天线阵、双通道接收单元和信号处理单元，所述接收天线阵与双通道接收单元相连接，双通道接收单元与信号处理单元相连，信号处理单元与无人机系统相连接，所述电磁频谱测向定位载荷由无人机系统供电。本发明由于采用了无人机机械自旋积累频谱数据进行角度测量，转动一周过程中，全向天线和接收通道幅度/相位的不一致带来的系统偏差可以被抵消，从而大幅度地提高测向和定位精度。CN115113133ACN115113133A权利要求书1/1页1.基于无人机自旋的双通道电磁频谱测向定位系统，包括电磁频谱测向定位载荷、无人机系统和地面处理服务器，其特征在于，所述电磁频谱测向定位载荷搭载在无人机上；所述电磁频谱测向定位载荷包括接收天线阵、双通道接收单元和信号处理单元，所述接收天线阵与双通道接收单元相连接，双通道接收单元与信号处理单元相连，信号处理单元与无人机系统相连接，所述电磁频谱测向定位载荷由无人机系统供电；所述无人机系统包括无人机数传设备、无人机姿态测量设备、无人机导航定位设备、无人机遥控器及其它常规无人机具有的机体、飞控、动力和电源；所述地面处理服务器包括一台PC机或者笔记本电脑、工控机组成，其上运行测向定位处理软件，所述地面处理服务器与无人机遥控器通过有线或者无线网络进行连接。2.根据权利要求1所述的基于无人机自旋的双通道电磁频谱测向定位系统，其特征在于，所述接收天线阵由两个全向接收天线组成，全向接收天线采用具有方位面全向的接收天线，典型可以采用偶极子天线或者双锥天线等形式。3.根据权利要求2所述的基于无人机自旋的双通道电磁频谱测向定位系统，其特征在于，所述接收天线阵在360度方位上具有基本相同的幅度/相位响应，2个全向接收天线位于无人机上方或者下方，固定安装于一个长杆支架上，2个全向接收天线拉开一定的间距，长杆支架尽量稳固，在无人机飞行过程中尽量减少震颤的可能性。4.根据权利要求1所述的基于无人机自旋的双通道电磁频谱测向定位系统，其特征在于，所述双通道接收单元，由具有同一个本振的两台宽带监测接收机组成，或者由具有两个接收通道的射频接收芯片组成，可以将射频信号进行混频、滤波、放大，并进行A/D转换成数字中频信号，为了进一步提高效果，也可以由由多对双通道接收单元(总接收通道数为偶数)组成。5.根据权利要求1所述的基于无人机自旋的双通道电磁频谱测向定位系统，其特征在于，所述信号处理单元由一片FPGA芯片和一片DSP或者ARM芯片所构成，或者由集成FPGA和ARM内核的Xilinx公司出品的ZYNQ系列芯片或者UltraScale系列芯片组成。6.根据权利要求6所述的基于无人机自旋的双通道电磁频谱测向定位系统，其特征在于，所述FPGA芯片中完成对中频数字信号的快速傅里叶变换，同时DSP或者ARM芯片完成读取无人机三轴姿态角的信息的计算和数据管理、发送，或也可由载荷自行搭载位置定位、速度姿态模块，获取上述数据进行处理。7.根据权利要求1所述的基于无人机自旋的双通道电磁频谱测向定位系统，其特征在于，所述测向定位处理软件接收电磁频谱测向定位载荷信号处理单元产生并通过无人机数传链路传输到遥控器的数据，并结合无人机自旋一周过程中接收天线阵频谱数据的变化和自身三轴姿态角或姿态四元数，进行测向定位计算。2CN115113133A说明书1/5页基于无人机自旋的双通道电磁频谱测向定位系统技术领域[0001]本发明涉及电磁频谱测向定位技术领域，尤其涉及基于无人机自旋的双通道电磁频谱测向定位系统。背景技术[0002]对于地面的各种非合作电磁辐射源如干扰源、通信电台、雷达、卫星通信终端等，如何确定其来波到达方向、位置和频谱参数，是电磁频谱管理和电磁态势感知中的关键技术。利用无人机升空搭载电磁频谱测向定位载荷进行监测测向的方式，具有不易受地物遮挡、直视视野宽的特点，且其可通过自身运动到在不同位置