接收天线方向图的现场测试系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及雷达探测技术领域，尤其涉及便携式海洋探测仪的一种接收天线方向图的现场测试系统及方法，所述接收天线方向图的现场测试系统其不同之处在于：其包括用于发射信号的信号发射系统和根据发射信号获得接收天线现场实测方向图的测试系统，所述信号发射系统和测试系统分别设于两个雷达站上进行互测；其中，所述测试系统包括：接收天线体、支杆、转动机构、驱动单元、控制单元、数据处理单元、频谱监测单元及频谱利用状态显示装置。本发明专利技术使海洋探测仪接收天线方向图不会因架设现场环境发生严重畸变，误差小，探测效果精确。

【技术实现步骤摘要】
接收天线方向图的现场测试系统及方法
本专利技术涉及雷达探测
，尤其涉及便携式海洋探测仪的一种接收天线方向图的现场测试系统及方法。
技术介绍
高频海洋探测仪探测海洋状态参数或探测海面上的移动目标，其接收天线使用的是一个单极子天线和两个相互正交的环天线组合在一起的所谓单极子交叉环天线，图1是一种单极子交叉环接收天线体的示意图，单极子天线是一根1.8米的鞭天线，2个环天线采用的是LC调谐结构，互相垂直，如图2所示，接收天线体采用3个互相垂直的天线组成；交叉环接收天线是一种定向天线，它的理想方向图如图3所示，然而工作于HF频段的这种天线的方向图在架设现场却和周围的环境有着密切的关系，周围的地形地物对电波的来回反射会使这种天线的方向图发生严重的畸变，如图4所示；但在雷达的信号处理时是以理想的方向图作为基本依据的，因此就会带来一定的误差；目前，国内外本领域技术人员有采取将接收天线固定在海边，然后开一条小船，船上放一个应答器，船以接收天线为圆心，一定的距离为半径在海上走一圈，接收天线接收船上应答器发出的信号，通过这种方式来获取接收天线的实际方向图；这种方法可能是由于小船在海上运动受到海浪的冲击而使应答器的天线发出的信号不稳定等原因，获得的效果较差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种接收天线方向图的现场测试系统及方法，使海洋探测仪接收天线方向图不会因架设现场环境发生严重畸变，误差小，探测效果精确。为解决以上技术问题，本专利技术的技术方案为：接收天线方向图的现场测试系统，其不同之处在于，其包括：用于发射信号的信号发射系统和根据发射信号获得接收天线现场实测方向图的测试系统，所述信号发射系统和测试系统分别设于两个雷达站上进行互测；其中，所述测试系统包括：支杆，所述支杆中设有用于传输信号的电缆；架设于支杆上用于接收发射信号的接收天线体，所述接收天线体的底部一端连接于支杆中的电缆；连接于接收天线体下方用于驱动接收天线体转动的转动机构；产生驱动信号驱动转动机构做相应转动的驱动单元；产生控制信号的控制单元，所述控制单元产生控制信号后经过驱动单元形成驱动信号并传输给转动机构使接收天线体按一定方向及角度进行转动，所述控制单元还连接于电缆用于接收并记录接收天线体转动后接收到的信号；用于处理接收信号并生成实测方向图的数据处理单元；用于监测工作频率附近频谱并进行显示的频谱监测单元和频谱利用状态显示装置。按以上方案，所述接收天线体为单极子交叉环天线体，其包括：底板、配合连接于底板外缘且与底板形成封闭腔的外壳、设于底板上的环天线支架、设于环天线支架上的交叉环双频接收天线体、连接于交叉环双频接收天线体上端的单极子天线、连接于交叉环双频接收天线体下端的天线输出连接头；所述环天线支架和交叉环双频接收天线体均设于封闭腔内，所述单极子天线穿出外壳设于封闭腔外，天线输出连接头穿出底板设于封闭腔外；所述底板底部设有天线体托架。按以上方案，所述转动机构包括连接于接收天线体下端的齿轮传动装置和连接于齿轮传动装置从而驱动齿轮传动装置带动接收天线体转动的驱动装置，所述驱动装置上设有控制信号输入口；其中，所述齿轮传动装置包括连接于驱动装置的主动齿轮和连接于接收天线体下端的从动齿轮，所述主动齿轮和从动齿轮相配合；其中，所述从动齿轮每转动一下，接收天线体方位角移动1°或2°；所述驱动装置为步进电机。按以上方案，所述驱动单元是由开关管及其附属电路组成的驱动电路，所述驱动电路上接电源电压；当一个控制脉冲进入驱动电路，开关管饱和导通，电源电压进入转动机构中的驱动装置。按以上方案，所述控制单元是由单片机及其附属电路组成的控制电路，所述控制电路中单片机的工作模式为多种且能产生不同模式的控制信号，所述工作模式具体有两种：模式一：0—360°角度范围内，每隔2°测一组数据，共测180组数据；模式二：以法线方向为中心正反向各测90°，每隔2°测一组数据，共测90组数据；具体工作模式通过雷达系统对单片机进行控制。按以上方案，所述数据处理单元获取角度范围内不同方位的接收信号数据，生成相应的方向图并自动校正原有的方向图。按以上方案，该现场测试系统在开机时自动测试接收天线方向图。按以上方案，当两个雷达站距离较远，接收信号较弱时，该现场测试系统可以通过频谱监测单元和频谱利用状态显示装置选取发射信号工作频率附近较稳定的噪声源作为发射信号。接收天线方向图的现场测试方法，其不同之处在于，所述方法包括如下步骤：A：设于一个雷达站的信号发射系统发射信号；B：设于另一个雷达站的测试系统接收信号并生成方向图，其具体步骤为：B1：控制单元接收雷达系统的开机指令后输出测试指令并产生控制信号输出到驱动单元；B2：驱动单元产生驱动信号驱动转动机构做相应转动；B3：转动机构带动接收天线体在支杆上按测试指令要求的方向和角度进行转动，同时接收天线体接收每一个角度信号发射系统发射的信号；B4：控制单元通过电缆接收并记录接收天线体转动后接收到的每一个角度的发射信号形成接收信号；B5：数据处理单元处理接收信号后生成实测方向图。按以上方案，当两个雷达站距离较远，接收信号较弱时，所述步骤A和步骤B间还包括下述步骤：通过频谱监测单元和频谱利用状态显示装置选取发射信号工作频率附近较稳定的噪声源作为发射信号。由上述方案，本专利技术采用了两个雷达站互测，设于一个雷达站信号发射系统发射固定的射频信号，设于另一个雷达站上的接收天线体按一定的方向及角度转动，同时接收每一个角度信号发射系统发来的信号，从而取得一定角度范围的接收数据，以这种方式获取现场实测的方向图，解决海洋探测仪天线系统由于架设现场环境而造成的天线方向图发生严重的畸变从而造成的探测效果变差的问题，误差小，探测效果精确；同时测试范围大，成本低。附图说明图1为本专利技术实施例中单极子交叉环天线体示意图；图2为本专利技术实施例的交叉环双频接收天线体结构示意图；图3为本专利技术实施例中接收天线的理想方向图；图4为本专利技术实施例中接收天线受环境影响的现场实测方向图；图5为本专利技术实施例测试系统的整体框图；图6为本专利技术实施例中转动机构的结构示意图；图7为本专利技术实施例中驱动电路的原理图；图8为本专利技术实施例中控制电路的原理图；图9为本专利技术实施例中控制单元的流程图；其中：1-接收天线体（101-底板、102-外壳、103-环天线支架、104-交叉环双频接收天线体、105-单极子天线、106-天线输出连接头、107-天线体托架）、2-转动机构（201-主动齿轮、202-从动齿轮、203-驱动装置、204-控制信号输入口）、3-驱动单元、4-支杆、5-控制单元、6-数据处理单元。具体实施方式下面通过具体实施方式结合附图对本专利技术作进一步详细说明。请参考图5，本专利技术为一种接收天线方向图的现场测试系统，其包括设于两个雷达站上的信号发射系统和测试系统，两个雷达站均设有对应的信号发射系统和测试系统可以进行互测，测试接收天线方向图时，所述信号发射系统和测试系统设于两个不同雷达站上进行方向图的测试，信号发射系统设于第一雷达站，测试系统设于第二雷达站；设于第一雷达站的信号发射系统发射固定的射频信号，设于第二雷达站的测试系统的接收天线体1在一个架设支点上按一定的方向及角度进行转动，同时接收每一个角度第一雷达站信本文档来自技高网...

【技术保护点】
接收天线方向图的现场测试系统，其特征在于，其包括：用于发射信号的信号发射系统和根据发射信号获得接收天线现场实测方向图的测试系统，所述信号发射系统和测试系统分别设于两个雷达站上进行互测；其中，所述测试系统包括：支杆，所述支杆中设有用于传输信号的电缆；架设于支杆上用于接收发射信号的接收天线体，所述接收天线体的底部一端连接于支杆中的电缆；连接于接收天线体下方用于驱动接收天线体转动的转动机构；产生驱动信号驱动转动机构做相应转动的驱动单元；产生控制信号的控制单元，所述控制单元产生控制信号后经过驱动单元形成驱动信号并传输给转动机构使接收天线体按一定方向及角度进行转动，所述控制单元还连接于电缆用于接收并记录接收天线体转动后接收到的信号；用于处理接收信号并生成实测方向图的数据处理单元；用于监测工作频率附近频谱并进行显示的频谱监测单元和频谱利用状态显示装置。

【技术特征摘要】
1.接收天线方向图的现场测试系统，其特征在于，其包括：用于发射信号的信号发射系统和根据发射信号获得接收天线现场实测方向图的测试系统，所述信号发射系统和测试系统分别设于两个雷达站上进行互测；其中，所述测试系统包括：支杆，所述支杆中设有用于传输信号的电缆；架设于支杆上用于接收发射信号的接收天线体，所述接收天线体的底部一端连接于支杆中的电缆；连接于接收天线体下方用于驱动接收天线体转动的转动机构；产生驱动信号驱动转动机构做相应转动的驱动单元；产生控制信号的控制单元，所述控制单元产生控制信号后经过驱动单元形成驱动信号并传输给转动机构使接收天线体按一定方向及角度进行转动，所述控制单元还连接于电缆用于接收并记录接收天线体转动后接收到的信号；用于处理接收信号并生成实测方向图的数据处理单元；用于监测工作频率附近频谱并进行显示的频谱监测单元和频谱利用状态显示装置。2.根据权利要求1所述的接收天线方向图的现场测试系统，其特征在于：所述接收天线体为单极子交叉环天线体，其包括：底板、配合连接于底板外缘且与底板形成封闭腔的外壳、设于底板上的环天线支架、设于环天线支架上的交叉环双频接收天线体、连接于交叉环双频接收天线体上端的单极子天线、连接于交叉环双频接收天线体下端的天线输出连接头；所述环天线支架和交叉环双频接收天线体均设于封闭腔内，所述单极子天线穿出外壳设于封闭腔外，天线输出连接头穿出底板设于封闭腔外；所述底板底部设有天线体托架。3.根据权利要求1所述的接收天线方向图的现场测试系统，其特征在于：所述转动机构包括连接于接收天线体下端的齿轮传动装置和连接于齿轮传动装置从而驱动齿轮传动装置带动接收天线体转动的驱动装置，所述驱动装置上设有控制信号输入口；其中，所述齿轮传动装置包括连接于驱动装置的主动齿轮和连接于接收天线体下端的从动齿轮，所述主动齿轮和从动齿轮相配合；其中，所述从动齿轮每转动一下，接收天线体方位角移动1°或2°；所述驱动装置为步进电机。4.根据权利要求1所述的接收天线方向图的现场测试系统，其特征在于：所述驱动单元是由开关管及其附属电路组成的驱动电路，所述驱动电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：石振华，徐新军，王琦，李振涛，李四明，
申请(专利权)人：武汉凡谷电子技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42