[发明专利]单通道无线电测向系统

权利要求书

1.一种单通道无线电测向系统，其特征在于，包括天线阵列、单刀双掷射频开关模块、接收射频通道、频谱分析模块、控制模块以及输出显示模块，所述天线阵列与单刀双掷射频开关模块相连接，所述单刀双掷射频开关模块与接收射频通道相连接，所述接收射频通道与频谱分析模块相连接，所述频谱分析模块与控制模块相连接，所述控制模块分别与单刀双掷射频开关模块和输出显示模块相连接，其中：

-天线阵列，用于接收入射的无线电信号；

-单刀双掷射频开关模块，用于周期性地选择天线阵列接收的无线电信号，并馈入接收射频通道；

-接收射频通道，将接收的无线电信号进行低噪声放大、下变频至中频信号并抑制产生的高频分量，得到模拟中频信号，然后将模拟中频信号转换为数字信号；

-频谱分析模块，在数字域内对接收射频通道上输出的数字信号的基频分量频谱以及由单刀双掷射频开关模块产生的第一次谐波分量频谱进行估计；

-控制模块，通过输出逻辑信号控制单刀双掷射频开关模块的周期性打开与关断；通过比较基频分量与第一次谐波分量的频谱的相对关系，得到无线电入射方向；

-输出显示模块，控制模块将得到的无线电入射方向信息输出至显示模块并显示出来。

2.根据权利要求1所述的单通道无线电测向系统，其特征在于，所述天线阵列进行一维测向时，采用两个天线单元。

3.根据权利要求1所述的单通道无线电测向系统，其特征在于，所述单刀双掷射频开关模块为单刀双掷射频开关或者为功分器和单刀单掷开关的组合。

4.根据权利要求1或3所述的单通道无线电测向系统，其特征在于，所述单刀双掷射频开关模块进行周期性采样，馈入接收射频通道的无线电信号不仅包括原始频谱成分，还包括以开关频率f_p为周期产生的各次谐波分量。

5.根据权利要求4所述的单通道无线电测向系统，其特征在于，所述单刀双掷射频开关模块的切换频率f_p与接收射频通道的带宽B之间满足如下关系：

f_p＞2B。

6.根据权利要求1所述的单通道无线电测向系统，其特征在于，所述接收射频通道为单射频接收通道，包括低噪声放大器、本振信号发生模块、下变频模块、低通滤波模块以及模数转换模块，其中，所述低噪声放大器与单刀双掷射频开关模块相连接，所述下变频模块分别与低噪声放大器、本振信号发生模块和低通滤波模块相连接，所述低通滤波模块与模数转换模块相连接，所述模数转换模块与频谱分析模块相连接，其中：

-低噪声放大器，用于对接收到的无线电信号进行低噪声放大；

-本振信号发生模块，用于产生下变频所需的本振信号；

-下变频模块，用于将接收到的无线电信号下变频至中频信号；

-低通滤波模块，用于对下变频后的信号进行低通滤波，滤除经过下变频模块后产生的高频分量；

-模数转换模块，将得到的中频模拟信号转换为数字信号。

7.根据权利要求1所述的单通道无线电测向系统，其特征在于，所述频谱分析模块通过频谱估计专用芯片、数字信号处理器芯片或可编程逻辑芯片、并利用离散傅里叶变换或快速傅里叶变换方法进行估计。

8.根据权利要求1所述的单通道无线电测向系统，其特征在于，所述控制模块通过单片机、数字信号处理器或可编程逻辑芯片实现对单刀双掷射频开关模块的控制。

9.根据权利要求1所述的单通道无线电测向系统，其特征在于，所述控制模块得到无线电入射方向的方法，具体为：

通过分析和比较基频分量频谱Γ₀与第一次谐波分量频谱Γ₁之间关系，得到无线电入射方向θ，具体计算关系如下：

θ=-arcsin(λπDarctanπΓ12Γ0)]]>

其中，λ是对于基频分量对应的波长值，D为天线单元之间的距离；当入射的信号为宽带射频信号时，可选择若干频点的基频分量与第一次谐波分量进行比较，将各频点处估计得到的角度信息求平均值作为宽带射频信号的入射方向。