根據(jù)相關(guān)干涉儀測(cè)向原理,提出了在工程實(shí)踐中干涉儀測(cè)向圓陣天線的陣元個(gè)數(shù)、陣列半徑的設(shè)計(jì)方法,并用Matalab仿真分析了圓陣的設(shè)計(jì)方式與側(cè)向精度的關(guān)系,并給出了仿真結(jié)果。進(jìn)一步針對(duì)ADS-B的信號(hào)特性,仿真并得出了最佳陣列半徑以及陣元個(gè)數(shù),最后設(shè)計(jì)了ADS-B的相關(guān)干涉儀天線陣列和測(cè)向處理接收機(jī)。 

【文章來(lái)源】：艦船電子工程. 2020,40(08)

【文章頁(yè)數(shù)】：3 頁(yè)

【部分圖文】：

均勻圓陣幾何結(jié)構(gòu)如圖2所示為M個(gè)天線陣元的均勻圓陣列的

樣率陣元數(shù)量實(shí)驗(yàn)次數(shù)本地樣本庫(kù)天線孔徑1090MHz153°35°210MSPS7個(gè)100次360*900.4m~0.6m之間平均選取15個(gè)孔徑值增大天線孔徑可得到更高測(cè)向精度其優(yōu)勢(shì)在于以下兩點(diǎn)：相關(guān)算法的樣本中已經(jīng)將樣本中公差和安裝平臺(tái)的失真包含在內(nèi)；天線孔徑可以做得很大，兩個(gè)天線元之間的電壓測(cè)量誤差相對(duì)測(cè)量讀數(shù)變校大孔徑天線還可提高測(cè)向靈敏度。本次仿真條件見(jiàn)表1，仿真主要針對(duì)天線孔徑大小對(duì)測(cè)向精度的影響。在表1的條件下，仿真出了不同天線孔徑和測(cè)向均方誤差的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)的結(jié)果如圖3所示（天線陣元數(shù)量為7）。圖27元陣不同半徑下的測(cè)向均方誤差（R=0.4m~0.6m）通過(guò)圖3分析，7元陣列的最佳半徑為R=0.495m（此時(shí)測(cè)向精度為0.6°）。3.2天線數(shù)量對(duì)測(cè)向的影響比較在不同信噪比下，測(cè)向均方誤差與天線陣元數(shù)量的關(guān)系。分別選擇5元陣列，7元陣列和9元陣列，比較在不同信噪比下，測(cè)向均方誤差。本次仿真條件見(jiàn)表2，仿真主要針對(duì)天線陣元數(shù)量對(duì)測(cè)向精度的影響。表2實(shí)驗(yàn)條件ADS-B來(lái)波信號(hào)頻率來(lái)波信號(hào)方位角來(lái)波信號(hào)俯仰角采樣率天線孔徑實(shí)驗(yàn)次數(shù)本地樣本庫(kù)陣元數(shù)量1090MHz153°35°210MSPS0.495m100次360*905/7/9圖3不同信噪比下的測(cè)向均方誤差（陣元為5）167

總第314期圖4不同信噪比下的測(cè)向均方誤差（陣元為7）圖5不同信噪比下的測(cè)向均方誤差（陣元為9）在固定頻率和天線直徑的情況下，即天線孔徑不變的情況下，增加天線陣元數(shù)量，在天線陣元為5增到7時(shí)，測(cè)向精度有由改善。在天線陣元為7增到9時(shí)，測(cè)向精度改善不大，因此本次設(shè)計(jì)采用7元陣列。圖67元天線陣元數(shù)和天線孔徑的關(guān)系4ADS-B相關(guān)干涉儀測(cè)向方案根據(jù)仿真分析，可以得出天線最佳陣元數(shù)為7，最佳陣元半徑為0.495，因此設(shè)計(jì)天線陣列如圖6所示。差矢量與存在ROM中的樣本庫(kù)依次進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，得出信號(hào)的方位角和俯仰角。5結(jié)語(yǔ)通過(guò)相關(guān)干涉儀測(cè)向系統(tǒng)的原理及特點(diǎn)，從工程實(shí)際出發(fā)，根據(jù)仿真結(jié)果，提出了一種基于7元陣列的圓陣測(cè)向天線陣設(shè)計(jì)，并仿真了圓陣的最佳半徑以達(dá)到最佳的測(cè)向精度，并仿真了在最佳半徑的情況下的信噪比對(duì)測(cè)向精度的影響，能較好地解決機(jī)載ADS-B測(cè)向在實(shí)際環(huán)境中的高精度測(cè)向問(wèn)題。參考文獻(xiàn)［1］李淳，廖桂生，李艷斌.改進(jìn)的相關(guān)干涉儀測(cè)向處理方法［J］.西安電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)自然科學(xué)版，2006，33（3）：400-403.［2］陳芳，鄒修明.基于二次曲面擬合的插值算法［J］.計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件，2006，23（11）：105-107.［3］司偉建，初萍.干涉儀測(cè)向解模糊方法［J］.應(yīng)用科技，2007，34（9）：54-57.［4］韓廣，王斌，王成.相關(guān)運(yùn)算在相位干涉儀解模糊中的應(yīng)用［J］.聲學(xué)技術(shù)，2010，29（5）：538-542.［5］諶麗，陳昊，肖先賜.五元均勻圓陣干涉儀加權(quán)測(cè)向算法及解相位模糊的條件［J］.電子對(duì)抗

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