一种具备同频信号分离的全频段双极化测向天线的制作方法

本技术涉及无线电监测，具体涉及一种具备同频信号分离的全频段双极化测向天线。

背景技术：

1、在复杂的现代电磁环境中，对空间无线电信号进行精确的方位测定与识别是频谱管理、信号侦察等领域的关键任务。传统的测向系统，尤其是基于水平极化天线的测向设备，在实际应用中面临诸多技术瓶颈：

2、1、频段覆盖不全：受限于天线设计与器件性能，其有效工作频段通常难以覆盖6ghz以上的高频段，导致对高频信号的监测存在盲区，无法满足当前日益拓宽的频谱应用需求；

3、2、同频信号分离能力不足：传统的测向天线阵多采用定向天线结构，此类结构虽然能够实现基本的来波方向估计，但其固有的模式特性使其在同时存在多个辐射源时，难以从混合信号中解析出不同来源的成分，换言之，传统天线阵严重缺乏同频信号分离能力，在存在多个同频道信号时，会产生测向误差甚至功能失效，无法适应多信号共存的复杂电磁场景；

4、3、极化方式单一：电磁波具有水平与垂直两种基本的极化方式，其在传播特性与抗干扰能力上存在显著差异。现有测向设备大多仅支持单一极化(多为水平极化)的接收与测向，无法同时对两种极化的信号进行监测，这不仅导致了监测信息维度上的缺失，也使得设备在应对不同极化方式的信号时灵活性不足；

5、综上所述，现有技术中存在频段覆盖不全、缺乏同频信号分离能力以及不支持全极化监测这三个相互关联的核心缺陷。

6、因此面对上述技术不足以及日益复杂的电磁环境，业界亟需一种能够实现全频段覆盖、支持双极化接收并具备同频信号分离能力的高性能测向天线。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具备同频信号分离的全频段双极化测向天线，通过创新性的阵列架构与校正机制，以解决传统设备频段覆盖窄、无法分离同频信号及极化监测能力单一的问题。

2、为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

3、一种具备同频信号分离的全频段双极化测向天线，包括测向天线阵、校准天线、多通道矩阵开关和双模式校正系统；所述测向天线阵为三层结构，分别对应20-1300mhz、1.3-3ghz和3-8ghz三个工作频段，用于对无线电信号进行双极化方向监测与测向；所述校准天线由匹配网络与电小天线单元构成，其在外部校正模式下，由系统控制发射已知的标准信号；所述多通道矩阵开关由pin二极管开关单元与低噪声放大器(lna)级联组成，所述pin二极管开关单元用于实现对天线阵列中不同极化方向及不同分组单元的通道选择与切换，所述低噪声放大器(lna)用于对天线单元接收的微弱射频信号进行低噪声放大，以补偿通道切换及信号传输过程中的功率衰减；所述双模式校正系统包括内部校正模块和外部校正模块；所述内部校正模块采用所述多通道矩阵开关与一内置校准源相结合，用于校准矩阵开关自身的一致性；所述外部校正模块利用所述校准天线发射标准校准信号，用于获取各天线单元的幅度与相位一致性参数，并同步至测向算法的计算模型中。

4、进一步地，所述测向天线阵每层均由垂直极化的天线子阵和水平极化的天线子阵组成。

5、进一步地，所述测向天线阵能够兼容空间谱测向算法与相关干涉仪测向算法，并具备同频信号分离能力，支持在20mhz至8ghz频段内对不少于3个同频信号进行分离。

6、进一步地，所述天线子阵由9个天线元组成，所有单元均以“等间距环形阵列方式”均匀分布于同一圆周上。

7、进一步地，所述天线元均为水平全向天线，能够在水平360°方向上接收无线电信号。

8、进一步地，所述测向天线集成了校准天线，使用内外双模式校正机制，内部校正用于保证矩阵开关的一致性，外部校正则实时更新天线单元的幅度与相位参数至测向算法模型中，从系统链路层面显著降低了相位误差，从而将测向精度稳定提升至≤2.5°rms。

9、与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

10、1、本实用新型通过三层分区设计的测向天线阵，实现了20mhz至8ghz全频段的无盲区覆盖，并通过双极化子阵设计，实现了对水平与垂直极化信号的同时接收与监测，填补了传统设备在全极化监测方面的能力空白；

11、2、本实用新型采用创新的环形阵列架构与高性能天线单元，有效缓解了天线间的遮挡与互耦问题，通过使用空间谱测向算法，系统具备强大的同频信号分离能力，可同时处理不少于3个同频信号，有效解决了传统测向阵列存在的频段覆盖范围有限、测向角度存在盲区以及无法实现同频信号分离等技术瓶颈；

12、3、本实用新型创新性地集成了内外双模式校正机制，通过内部校正确保矩阵开关一致性，通过外部校正实时更新天线单元的幅相参数至算法模型，从系统链路层面显著降低了相位误差，从而将测向精度稳定提升至≤2.5°rms；

13、4、本实用新型整体结构适用于固定站等复杂电磁环境，具备高可靠性和广泛的适应性，满足现代无线电监测对高精度、多功能的迫切需求。

1.一种具备同频信号分离的全频段双极化测向天线，其特征在于，包括测向天线阵、校准天线、多通道矩阵开关和双模式校正系统；

2.根据权利要求1所述的一种具备同频信号分离的全频段双极化测向天线，其特征在于，所述测向天线阵每层均由垂直极化的天线子阵和水平极化的天线子阵组成。

3.根据权利要求1所述的一种具备同频信号分离的全频段双极化测向天线，其特征在于，所述测向天线阵能够兼容空间谱测向算法与相关干涉仪测向算法，并具备同频信号分离能力，支持在20mhz至8ghz频段内对不少于3个同频信号进行分离。

4.根据权利要求1所述的一种具备同频信号分离的全频段双极化测向天线，其特征在于，所述测向天线采用的内外双模式校正机制，将测向精度稳定提升至≤2.5°rms。

5.根据权利要求2所述的一种具备同频信号分离的全频段双极化测向天线，其特征在于，所述天线子阵由9个天线元组成，所有单元均以“等间距环形阵列方式”均匀分布于同一圆周上。

6.根据权利要求5所述的一种具备同频信号分离的全频段双极化测向天线，其特征在于，每个所述天线元均为水平全向天线，能够在水平360°方向上接收无线电信号。