一种无线电测向系统技术方案

确定来自多个ＯＭＥＧＡ导航发射机的发射波前取向，以建立绝对的处理方位。对在一固定天线阵列的单个的天线中感应的各个信号进行取样和贮存。一微处理器综合利用对天线贮存的有极性响应数据的感应波形，并比较该综合波形的相关信号幅度来确定该波前取向。来自不同发射机的发射的波前取向可以同时加以确定。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种无线电测向系统，虽然不仅是涉及专用于一种OMEGA罗盘导航系统的测向系统，在该系统中，其方向是由参数OMEGA发射台发射的VLF无线电发射广播来确定的。在低纬度和中纬度地区，该磁罗盘提供了确定一运载工具方向的一种满意的方法，例如确定飞机的方向，但是，该磁罗盘在更高纬区日渐不可靠，并且在南北磁极附近已不能使用。该OMEGA，VLF无线电导航系统提供VLF信号全球方向图，借助于它，绝对位置能够用一合适的接收机来加以确定。由于尚未找到将工作在VLF上的实用结构的测向器，包括不能使用的由测向器耦合到接收机的一对固定天线的普通无线电测向阵列。然而，已经证实，使用旋转天线阵列，OMEGA发射的，确能用来确定方向，一种已知方法是使用单天线，该天线旋转到有用的信号输出为零。另一种已知方法是使用由一对相同天线组成的阵列，这对天线相互间有一予置的角度，该阵列旋转并测量每一天线的信号强度，其方向是由这样一个位置给出的，在该位置上，两个信号强度相等，对于这两种情况，观察者的绝对位置是根据OMEGA发射来确定的，而绝对方向是根据观察者附近的OMEGA发射的波前的方向来确定的，这些现有技术均在以下杂志中加以描述“用于北极导航的VLF无线电罗盘的可行性研究(A.feasibility study of VLF radio Compass for arctic navigation”(Petrow et al)in Journal of the Institute of Navigation Vol 31.No 4 Winter 1984-5338-358页和“OMEGA罗盘”(The OMEGA compass)(J.F kemp)国际OMEGA协会第13届年会会议记录1988，10，P8-1-P8-4;当它们能提供精确的方向时，但要求取得大量数据，而天线是旋转装置，这样用飞机或其它运载工具方面技术是不切合实际的，因为它们的方向和位置改变的太快。一种已知的微波无线电测向技术包括使用许多定向天线，这些天线是这样配置的，即它们的波束图形是重迭的，一入射波至少将在两个天线中感应出信号，通常，两相邻天线要特别严格地对准入射波，只有这样才能在两天线中感应出最强的信号。测量这些信号的相对幅度并根据天线的极性响应图形，即可确定入射波前的方向。但是，该技术并不适用于VLF频段，因为去设计一个所要求的合适的定向天线是不切合实际的。本专利技术试图提供一种经改善的VLF无线电罗盘。根据本专利技术，这里提供用来确定至少一个无线电波波前定向的设备，该设备包括一固定的天线陈列，该阵列由许多天线组成，它们彼此被调整在一予先确定的方向上。该设备包括取样和保持装置，用于取样并存贮分别代表每一个天线中至少一个无线电波感应的电压幅度的信号，该设备还包括信号处理装置，使用所说存贮信号和每一个天线的天线响应数据确定至少一个无线电波的波前方向。消除需要的旋转部分，其结果使得建立更快，而且可时常更新，并且简单的机械结构能导致可靠性的增加。现在将仅参考附图描述本专利技术的最佳实施例附图说明图1a和1b分别表示在极坐标和直角坐标中一单元天线的波束图;图2a和2b分别表示在极坐标和直角坐标中，一对正交单元天线的重迭波束图;图2c表示图2a和2b中两天线的响应比率。图3表示在极坐标中三个单元天线的重迭波束图。图4a和4b表示四个单元天线的阵列的重迭响应。图5更详细地表示两个单元天线阵列的极性图，用于解释本专利技术的工作;图6表示本专利技术第一实施例的方块图;图7表示用于本专利技术的一数字信号处理的方块图;图8表示本专利技术的第二个实施例的方块图。现在参照图1-5，图1表示一单个天线单元1响应的极性图，对于-VLF接收机，如像在现有的OMEGA接收机中使用的，它可以是一个铁氧体负载线圈天线元。在该天线中感应信号的幅度随角度γ而变化，而天线是对着无线电波源的。图1b表示画在直角坐标中的响应，曲线11代表幅度随角度γ的变化。由许多彼此配置在予定角度上的这种天线元组成的阵列能用确定交叉点的方法来测向，在这些交叉点上，天线中感应的信号幅度相等。例如，如果两个天线元彼此正交将提供四个波束，其交叉点在45°，135°，225°和315°方向。天线元较大的数量可用于较高的精度。图3表示从彼此配置在60°的三天线元得到的波束图，它在30°，90°，150°，210°，270°和330°处提供交叉。而图4表示彼此配置在45°的四天线元，它在22.5°和67.5°和45°逐步递增到337.5°提供8个交叉点。图5中天线1调整在第一轴4上，而天线2调整在第二轴3上，角度φ对着两轴之间，从在方向6上的一个OMEGA台接收信号，该方向6由一个角度上到轴3上调整，如图所示，轴3调到正北，天线1.2元的波束响应111，121交叉点由5表示，通过测量来自连续的天线对的信号，在目前情况来自两个天线的信号，即能导出COSθ/COS(θ-φ)的比值，最强信号将从跨立在最近的入射波信号方向上的波束对得到，而该比值将包含所要求的方向信息，能取出该方向信息来提供这些波束适当角度的接合，而它们的形状就十分准确地知道了。图6表示本专利技术第一具有四个天线的最佳实施例，天线ABCD可按45°间隔配置，如像图4a所表示的那样，并具有如图4a，4b表示的幅度响应。每一个天线元A，B，C，D通过多路转换器61耦合到各自的信号通道a，b，c，d，该转换器还用来耦合校准信号610，把它从校正源(未示出)耦合到每一个信号通道a，b，c，d。每一个信道都是相同的，并都包括一个超外差装置，在该装置中输入(高频信号)RF由带通滤波器62滤波，然后同一本地振荡信号源在混频器63中混频。经混频后的中频(IF)通过一IF滤波器64到一取样-保持电路65，后者对IF信号瞬时幅度取样，并由一时钟源681进行控制。来自四个取样-保持(S/H)电路的输出由多路转换器66多路转换，并可按序加到A/D转换器68上，它产生代表各个S/H输出信号的数字字的对应顺序。该数字字被顺序地加到一数字信号处理器69中去。由来自加到它上面的数据来确定方向。如所周知，由OMEGA台发射的信号为一系列具有载频的脉冲串，每一个信号具有不同的频率。每一个脉冲串具有不同的持续期，而频率的持续和频率的顺序和发射台的十分一致。与此相应地，为了接收所选择的发射信号，多路转换器67有选择性地耦合到一个适当的本振671，672等等中之一，到混频器63乃是处在这样的时刻以及用这样的持续期，那就是只接收来自所选择的OMEGA发射机的发射信号。数字信号处理器69在该信号强度数据上进行运算，以获得显示感兴趣的发射机的方向的输出。图7表示一数字信号处理器的一种方块图，该处理器能够用来从该数字信号提取幅度和相位信息，输入数据馈送到两个信号通道，每一个通道具有各自的乘法器71，710以及积分器72，720来自各自的只读存贮器75，76的Sinwt 和Coswt 信号也馈送到乘法器，该只读存贮器75，76由计数器77编址，计数器由时钟馈送，积分输出馈送到指示幅度的相加器73，还馈送到指示相位的相敏电路74。图6和图7所示装置在某一时间运行在一个发射机上，如果在对应本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于确定至少一个无线电波波前取向的设备包括一固定的天线陈列，该阵列由多个彼此间设置予定取向的天线组成，包括取样和保持装置，以用于取样并存贮代表在每一个天线中至少由一个无线电波感应出的电压幅度的信号，还包括信号处理装置，利用所说贮存信号和每一个天线的天线响应数据来确定所说的至少一个无线电波的波前取向。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：DM麦肯齐，
申请(专利权)人：GEC费兰蒂防卫系统有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]