一种低频导航小型化磁阵列制造技术

本发明专利技术提供了一种低频导航小型化磁阵列，互不接触的六个完全相同的磁单元在水平面上围绕螺旋电单元的轴线左旋或右旋，每个磁单元分别与两个磁单元相邻，每个磁单元的一端位于一个相邻磁单元的上方，该磁单元的另一端位于另一个相邻磁单元的下方；每个磁单元的高低两端分别独立绕制线圈；六个磁单元的高端线圈与螺旋电单元通过中心电路屏蔽盒体适配连接并能够选择断开；六个磁单元的低端线圈通过底部电路屏蔽盒体适配连接并能够选择断开；中心电路屏蔽盒体与底部电路屏蔽盒体连接并能够断开。本发明专利技术能够满足低频/甚低频超宽带、小型化、阵列化、电磁一体、抗干扰、阵列重构、导航测向等一系列需求。

A miniaturized magnetic array with low frequency navigation

The present invention provides a low frequency navigation miniaturized magnetic array. Six completely identical magnetic units that do not contact each other around the axis of the spiral electric unit are left or right spin on the horizontal plane. Each magnetic unit is adjacent to two magnetic units respectively. One end of each magnetic unit is above a adjacent magnetic unit and the other one of the magnetic unit. The end is located at the bottom of the other adjacent magnetic unit; the high and low ends of each magnetic unit are independently coiled by each end of the magnetic unit; the high end coils of the six magnetic units are adaptable to the shield box body of the central circuit and can be disconnected; the low end coils of the six magnetic units are adaptable and able to be fitted and connected through the shield box body of the bottom circuit. The shielding box body of the central circuit is connected with the shielding box body of the bottom circuit and can be disconnected. The invention can meet a series of requirements such as low frequency/very low frequency ultra-wideband, miniaturization, array, electromagnetic integration, anti-interference, array reconstruction, navigation and direction finding, etc.

【技术实现步骤摘要】
一种低频导航小型化磁阵列
本专利技术涉及一种宽频带小型化全向磁阵列的技术构架，可用于导航、通信、雷电监测、地质勘测、地震监测等

技术介绍
低频、甚低频信号的有效接收利用，长期以来在无线电导航、远程通信等领域被广泛关注和深入研究。目前，接收设备普遍采用鞭状天线接收垂直极化的电场信号，天线垂向高度普遍大于一米。这给一些用户的使用带来安装尺寸大、抗干扰能力差的实际问题。近些年出现了一些接收磁天线，基本采用十字交叉形或平面正方形磁棒排列结构，技术上，一类采用选环(人工或自动方式)进行选向接收，另一类采用相位合成实现水平全向接收。但是存在以下问题：一是频带窄，尚没有一类技术手段能直接涵盖5～180KHz(也未提及在频率能上下扩展)；二是甚低频接收尺寸大，重量重；三是抗干扰能力差；四是对于高速平台使用效果差，如汽车、民用无人机等；五是测向功能差，难于提供更为有效的复合导航手段；六是没有多单元重构概念，无法实现真正磁电一体多功能应用。由此引出了低频/甚低频超宽带、小型化、阵列化、电磁一体、抗干扰、阵列重构、导航测向等这一系列科学问题。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种低频导航小型化磁阵列，能够满足低频/甚低频超宽带、小型化、阵列化、电磁一体、抗干扰、阵列重构、导航测向等一系列需求。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种低频导航小型化磁阵列，包括六个完全相同的磁单元、线圈和螺旋电单元。互不接触的六个磁单元在水平面上围绕螺旋电单元的轴线左旋或右旋，每个磁单元分别与两个磁单元相邻，每个磁单元的一端位于一个相邻磁单元的上方，该磁单元的另一端位于另一个相邻磁单元的下方；每个磁单元的高低两端分别独立绕制线圈；六个磁单元的高端线圈与螺旋电单元通过中心电路屏蔽盒体适配连接并能够选择断开；六个磁单元的低端线圈通过底部电路屏蔽盒体适配连接并能够选择断开；中心电路屏蔽盒体与底部电路屏蔽盒体连接并能够断开。六个磁单元在水平方位面的磁迹夹角均为60度。所述的磁单元采用锰锌铁氧体材料，外形为方柱或圆柱，长度为150～300厘米。所述线圈的绕线采用直径0.3～0.5毫米的漆包线，线圈感值为5～30毫亨。本专利技术的有益效果是：第一、本专利技术在外场多点接收到了远在1000多公里外的导航台站发射了信号，并且可重复、持续接收来自东、北、南台链的信号，信噪比优良，定位稳定，效果超出了我国同类电气接收设备。第二、本专利技术在外场多点接收到了远在1500到3000公里以远的国外某甚低频导航台的信号，信号清晰，信噪比优良，效果超出了我国同类电气接收设备。第三、本专利技术在外场多点接收到了远在3000到5000公里以远的国外某甚低频通信台的信号，信号清晰，信噪比优良，效果超出了我国同类电气接收设备。第四、本专利技术在外场多点接收到了国内长波授时信号、机场低频信号、人为预设信号，实现了小型化宽带高灵敏接收。第五、本专利技术在外场机动平台上接收效果良好，体现了机动性、全向性和轻便适装性的完美结合。第六、本专利技术的多元测向功能对信号的捕获定位和抗干扰能力较以前的十字交叉方式及平面正方形架构效果大大提高。第七、本专利技术中的多单元重构思想以及磁性信号、电信号的全向、定向接收方法，在某些发射台信号失效时能够提供新的导航方法，并在全源导航、非合作信息感知中发挥积极作用。附图说明图1是小型化磁阵列单元夹角三维视图；图2是磁阵列水平磁迹夹角图；图3是磁阵列平面视图；图4是单元A1、A2、A3、A4、A5、A6的拓扑形式图；图5是单元A1、A3、A5异构拓扑形式图；图6是单元A2、A4、A6异构拓扑形式图；图7是一种多单元异构拓扑形式图；图8是磁单元磁迹分析图；图9是一种磁单元频率Q值曲线图；图10是一种磁单元频率感抗曲线图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明，本专利技术包括但不仅限于下述实施例。本专利技术由六个外观完全相同的特质磁单元、六个磁单元上的高低端两组绕制线圈、六个与磁单元低端线圈适配的电路屏蔽小盒体、一个螺旋电单元、一个与电单元和六个磁单元高端线圈适配的中心电路屏蔽盒体、一个底部公共适配的电路屏蔽盒体、六条与磁单元低端线圈适配盒体相连的细电缆、七条与中心适配盒体相连的细电缆、六条底部适配盒体与单元适配盒体相连的细电缆、一条中心适配盒体与底部适配盒体相连的细电缆、其它接口单元及附件。六个特质磁单元及其架构是本专利技术小型化磁阵列的主体部分。本专利技术所述的六个外观完全相同的特质磁单元从顶视图看，可依次左旋或右旋在空间旋转排列。六个磁单元在空间上并不直接接触，其空间结构参见图1。图3给出了磁阵列平面视图，磁阵列中的各单元分别由A1、A2、A3、A4、A5、A6几部分组成，由于互易性A1的起始位置可自定义。六个磁单元在水平方位面磁迹夹角60度，如图2所示。磁单元采用锰锌铁氧体材料，外形可为长条形，也可为圆棒形。磁单元采用高低两端两组分别独立绕线。绕线采用直径0.3毫米到0.5毫米之间的漆包线均可。磁单元长度可选在150厘米到300厘米之间的多种固定规格。对应线包的感值在5毫亨到30毫亨之间多规格备选。磁单元高低两端的两组独立绕线分别完成不同的功能。图4给出的单元A1、A2、A3、A4、A5、A6的拓扑形式表征了磁单元高端的线包关系，低端线包关系类同。磁单元A1、A2、A3、A4、A5、A6和螺旋电单元A7组合重构出多种应用形式，图5～图7是其中几种组合重构形式之一，这些形式可完成磁电信号高效接收。每个磁单元低端线包连同附属网络，可实现方位面60度的测向接收。磁单元低端A1、A2、A3、A4、A5、A6可实现来自360度不同方向的磁迹信号接收，实现抗干扰和定向导航通信等功能。本专利技术重点在低频小型化磁阵列体系思想架构，对应的电路处理部分均属于公知技术。所述的一种低频导航小型化磁阵列，依据以上的方案架构可在空间上大大缩短原有低频、甚低频纵向空间物理尺寸，实现了尺寸小、重量轻的设计目的。本专利技术的实施例构建了磁单元高低端A1、A2、A3、A4、A5、A6线包结合电螺旋单元A7的复合重构磁电一体化宽带接收系统，打破了常规思维，创新性解决了传统十字交叉形或平面正方形架构需要人工或自动选环来实现水平全向覆盖的实际问题。传统方式采用不同的相位合成办法来实现全向接收。这些对磁单元的一致性要求高，且任务载体平台姿态和速度变化较大时，难以保障有效接收。常规的单元磁棒呈现磁迹环加载特性，也呈现电气感加载特性。单元用作磁迹环加载时，其接收远场信号磁迹能力强于电气感加载方式，反之则差别不大。本专利技术巧妙设计了低端线包进行类圆环阵磁信号接收，设计了高端线包进行可重构电磁信号实时复合接收，设计了空间三维旋向立体磁单元阵列结构，有效解决了棒短信号弱，棒长尺寸大的核心技术。本专利技术突破了工程技术发展中的许多瓶颈，可实时全向、定向辅助全源融合。满足了导航、通信、雷电监测、地质勘测、地震监测在低频/甚低频超宽带、小型化、阵列化、电磁一体、抗干扰、阵列重构、导航测向等这一系列问题的实际需求，远远超越了现有产品技术。如图7所示多单元异构拓扑形式，将磁单元A1、A2、A3、A4、A5、A6和螺旋电单元A7进行磁电重构。此时磁单元A1、A2、A3、A4、A5、A6的上端线包呈现电气感加载特性并，螺旋电单元A7相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低频导航小型化磁阵列，包括六个完全相同的磁单元、线圈和螺旋电单元，其特征在于：互不接触的六个磁单元在水平面上围绕螺旋电单元的轴线左旋或右旋，每个磁单元分别与两个磁单元相邻，每个磁单元的一端位于一个相邻磁单元的上方，该磁单元的另一端位于另一个相邻磁单元的下方；每个磁单元的高低两端分别独立绕制线圈；六个磁单元的高端线圈与螺旋电单元通过中心电路屏蔽盒体适配连接并能够选择断开；六个磁单元的低端线圈通过底部电路屏蔽盒体适配连接并能够选择断开；中心电路屏蔽盒体与底部电路屏蔽盒体连接并能够断开。

【技术特征摘要】
1.一种低频导航小型化磁阵列，包括六个完全相同的磁单元、线圈和螺旋电单元，其特征在于：互不接触的六个磁单元在水平面上围绕螺旋电单元的轴线左旋或右旋，每个磁单元分别与两个磁单元相邻，每个磁单元的一端位于一个相邻磁单元的上方，该磁单元的另一端位于另一个相邻磁单元的下方；每个磁单元的高低两端分别独立绕制线圈；六个磁单元的高端线圈与螺旋电单元通过中心电路屏蔽盒体适配连接并能够选择断开；六个磁单元的低端线圈通过底部电路屏蔽盒体适配连接并...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁西铭，张佳，王伟，张骅，许奎，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61