一种短波接收天线选型方法技术

本发明专利技术公开了一种短波接收天线选型方法，包括如下步骤：步骤A，计算天线信噪比增益矩阵：步骤B，计算短波链路参数：步骤C，选择合适的天线类型。本发明专利技术所公开的一种短波接收天线选型方法，将接收天线对信噪比的贡献用一个增益矩阵表示，再根据短波链路的工作频率和仰角，在可选的天线类型中进行优选，为短波应用系统的接收天线选型问题提供了一种新的解决方案。方案。方案。

【技术实现步骤摘要】
一种短波接收天线选型方法


[0001]本专利技术属于短波天线选型领域，包括短波固定链路的天线选型、短波网系的天线选型、短波多天线实时优选等，特别涉及该领域中的一种短波接收天线选型方法。

技术介绍

[0002]通常的天线选型方法，是直接用天线增益考察备选天线的性能，选取天线增益较大的天线类型。但是短波应用系统特殊的传播特性，使得在不同的时间、空间链路参数不同，天线对通信性能的影响也不同，尤其是对接收效果的影响，除了要考虑接收信号较大，还要求接收噪声较小，因此并不是天线增益越高越好。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题就是提供一种结合天线性能和短波系统的具体应用场景下的通信性能进行接收天线选型的方法。
[0004]本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一种短波接收天线选型方法，其改进之处在于，包括如下步骤：
[0006]步骤A，计算天线信噪比增益矩阵：
[0007]假设有M个备选天线类型，对第m个天线计算其信噪比增益矩阵，m＝1,2,...,M，计算方法如下：
[0008]设第m个天线的三维增益矩阵为G
m
,m＝1,2,...,M，其每个元素表明频率为f、仰角为方位角为θ的天线增益，单位dB，其中f表示频率，f＝2,3,...,30，单位MHz；表示仰角，单位度；θ表示方位角，θ＝0,1,...,359，单位度；
[0009]注：天线增益矩阵G
m
可用天线仿真软件(比如电磁仿真软件Feko)得到，此处不是本专利技术重点，不作具体描述。
[0010]步骤A1，计算天线对信号的增益矩阵G_signal
m
：
[0011]从G
m
中提取天线主方向θ0上的增益，得二维增益矩阵令令即是该天线在频率f、仰角上对信号的最大增益；
[0012]步骤A2，计算天线对噪声的增益矩阵G_noise
m
：
[0013]将dB形式的天线增益矩阵G
m
转化为倍数形式的天线增益矩阵g
m
，即再利用下式计算接收天线对噪声的增益G_noise
m
(f)：
[0014][0015]步骤A3，计算接收天线的信噪比增益矩阵G_snr
m
：
[0016]利用下式计算信噪比增益矩阵G_snr
m
：
[0017][0018]步骤B，计算短波链路参数：
[0019]针对具体应用场景，确定短波链路收发端位置S，确定系统应用时间T。在应用系统所处的时空条件(S,T)下，利用短波链路预测模型计算短波链路最优工作频率fot，以及fot对应的射线仰角
[0020]注：短波链路预测模型是短波仿真计算中很重要的内容，在ITU
‑
R P.533建议书中有详细描述，此模型不是本专利技术重点，在此不作具体描述。
[0021]步骤C，选择合适的天线类型：
[0022]根据步骤A确定的信噪比增益矩阵，在步骤B确定的频率和仰角上，提取每种备选天线的增益，选择增益最大的天线作为最优天线；
[0023]步骤C1，如果只有一对fot和搜索天线编号：
[0024][0025]步骤C2，如果有N对fot
n
和搜索天线编号：
[0026][0027]步骤C3，最终选择序号为m
*
的天线类型作为接收天线。
[0028]本专利技术的有益效果是：
[0029]本专利技术所公开的一种短波接收天线选型方法，将接收天线对信噪比的贡献用一个增益矩阵表示，再根据短波链路的工作频率和仰角，在可选的天线类型中进行优选，为短波应用系统的接收天线选型问题提供了一种新的解决方案。
附图说明
[0030]图1是本专利技术方法的流程示意图；
[0031]图2是本专利技术方法中步骤A的流程示意图；
[0032]图3是本专利技术方法中步骤C的流程示意图；
[0033]图4是10米鞭天线对信号的增益矩阵示意图；
[0034]图5是10米鞭天线和三线天线的噪声增益比较示意图；
[0035]图6是10米鞭天线的信噪比增益矩阵示意图；
[0036]图7是三线天线对信号的增益矩阵示意图；
[0037]图8是三线天线的信噪比增益矩阵示意图；
[0038]图9是10米鞭天线和6米鞭天线的噪声增益比较示意图；
[0039]图10是6米鞭天线对信号的增益矩阵示意图；
[0040]图11是6米鞭天线的信噪比增益矩阵示意图。
具体实施方式
[0041]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对
本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0042]实施例1，特定链路短波接收天线选型：
[0043]假设某次短波通信试验，短波链路青岛—新乡，通信时间为太阳黑子低年冬季白天12点，试验备选天线类型为1号10米鞭天线，2号三线天线，为试验选择合适的接收天线，如图1所示，具体包括如下步骤：
[0044]步骤A，如图2所示，计算天线信噪比增益矩阵：
[0045]分别计算1号天线和2号天线的信噪比增益矩阵。
[0046]对1号天线计算其信噪比增益矩阵，计算方法如下：
[0047]设10米鞭天线的三维增益矩阵为G1，其每个元素表明频率为f、仰角方位角θ的天线增益，单位dB。
[0048]步骤A1，计算天线对信号的增益矩阵G_signal1：
[0049]鞭天线是全向天线，因此所有方向上增益相同。从G1中提取θ0＝0
°
上的增益，得二维增益矩阵令令即是该天线在频率f、仰角上对信号的最大增益，10米鞭天线的G_signal1如图4所示；
[0050]步骤A2，计算天线对噪声的增益矩阵G_noise1：
[0051]将dB形式的天线增益矩阵G1转化为倍数形式的天线增益矩阵g1，即再利用下式计算接收天线对噪声的增益G_noise1(f)：
[0052][0053]10米鞭天线的G_noise1如图5中实线所示。
[0054]步骤A3，计算接收天线的信噪比增益矩阵G_snr1：
[0055]利用下式计算信噪比增益矩阵G_snr1：
[0056][0057]10米鞭天线的信噪比增益矩阵G_snr1如图6所示。
[0058]对2号天线计算其信噪比增益矩阵，计算方法如下：
[0059]设三线天线的三维增益矩阵为G2，其每个元素表明频率为f、仰角方位角θ的天线增益，单位dB。
[0060]步骤A1，计算天线对信号的增益矩阵G_signal2：
[0061]三线天线是方向性天线，从G2中提取天线主方向θ0＝60
°
上的增益，得二维增益矩阵令令即本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种短波接收天线选型方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤A，计算天线信噪比增益矩阵：假设有M个备选天线类型，对第m个天线计算其信噪比增益矩阵，m＝1,2,...,M，计算方法如下：设第m个天线的三维增益矩阵为G
m
,m＝1,2,...,M，其每个元素表明频率为f、仰角方位角θ的天线增益，单位dB，其中f表示频率，f＝2,3,...,30，单位MHz；表示仰角，单位度；θ表示方位角，θ＝0,1,
…
,359，单位度；步骤A1：计算天线对信号的增益矩阵G_signal
m
：从G
m
中提取天线主方向θ0上的增益，得二维增益矩阵令f＝2,3,...,30,即是该天线在频率f、仰角上对信号的最大增益；步骤A2：计算天线对噪声的增益矩阵G_noise
m
：将dB形式的天线增益矩阵G
m
转化为倍数形式的天线增益矩阵g
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘毅敏，胡俊，金珠，陈有利，王程林，顾晓婷，
申请(专利权)人：中国电波传播研究所中国电子科技集团公司第二十二研究所，
类型：发明
国别省市：