一种测向天线装置以及测向系统的制作方法

1.本技术涉及无线电测量技术领域，具体而言，涉及一种测向天线装置以及一种测向系统。


背景技术：

2.目前，无线电技术得到迅速发展，无线电测向作为无线电监测、技术侦查和电子对抗的一项重要技术手段，已得到业界越来越多的关注。测向天线是无线电测向设备的重要组成部分，其性能决定了无线电测向设备的测向精度、灵敏度等。然而，当前的测向天线装置反馈方向的速度仍然有所不足，容易影响技术人员的排查。


技术实现要素：

3.本技术实施例的目的在于提供一种测向天线装置以及测向系统，以提高反馈测量的方向的速度。
4.第一方面，本技术实施例提供的一种测向天线装置，包括：八组测向天线、电子开关和控制单元，其中，每一组测向天线均与所述电子开关连接，所述电子开关与所述控制单元连接；各测向天线呈360度圆周排列设置于同一平面中，用于接收检测到的射频信号；所述电子开关用于控制各测向天线的通断；所述控制单元用于控制所述电子开关，并处理各测向天线接收到的射频信号。
5.在上述实现过程中，提供一种测向天线装置，包括八组测向天线、电子开关和控制单元，各测向天线用于接收检测到的射频信号，与各测向天线连接的电子开关用于控制各测向天线的通断，控制单元用于控制电子开关以及处理各测向天线接收到的射频信号。如此，基于分布全方位的测向天线，测向天线装置采集目标后能够快速地反馈方向，从而快速地判定目标位置，从而减少技术人员的排查时间。
6.进一步地，在一些实施例中，各测向天线均匀分布在360度的圆周平面上，每组测向天线覆盖45度区域。
7.在上述实现过程中，各测向天线均匀分布，使得测向天线装置能够采集到全方位的信息。
8.进一步地，在一些实施例中，所述测向天线可以是定向天线。
9.在上述实现过程中，采用定向天线作为测向天线，可以增加抗干扰能力，同时基于八组测向天线的协作，测向天线装置仍可以接受到各个方向上的信号。
10.进一步地，在一些实施例中，所述电子开关是单极八掷天线开关，每个测向天线连接到所述单极八掷天线开关的一个射频输入输出端口上。
11.在上述实现过程中，提供一种电子开关的解决方案。
12.进一步地，在一些实施例中，所述控制单元具体用于：控制加在所述单极八掷天线开关的控制端口上的逻辑电压电平，使得所述单极八掷天线开关的各射频输入输出端口呈现不同的连通性。
13.在上述实现过程中，提供一种实现控制单元通过电子开关控制各测向天线的通断的解决方案。
14.进一步地，在一些实施例中，所述控制单元包括fpga芯片。
15.在上述实现过程中，采用fpga芯片作为控制单元，有利于实现整体构造的简化与性能提升。
16.进一步地，在一些实施例中，所述测向天线是4g/5g天线。
17.在上述实现过程中，采用4g/5g全制式的测向天线，支持4g/5g全频段，解决4/5g设备天线切换的问题，从而更好地满足实际使用需求。
18.进一步地，在一些实施例中，还包括：数传模块，用于将处理好的信息传递给采集设备。
19.在上述实现过程中，通过增设数传模块，测向天线装置可以将测向数据直接传递到操控端，提高了便利性。
20.进一步地，在一些实施例中，还包括：时钟模块，所述时钟模块包括gps接收板和gps天线，其中，所述gps接收板通过所述gps天线接收gps信号，并基于所述gps信号进行时钟同步。
21.在上述实现过程中，通过增设时钟模块来实现时钟同步，保证了测向数据的准确传输。
22.第二方面，本技术实施例提供的一种测向系统，包括第一方面中任一实施例的测向天线装置，以及采集设备。
23.本技术公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本技术公开的上述技术即可得知。
24.为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
26.图1为本技术实施例提供的一种测向天线装置的结构框图；
27.图2为本技术实施例提供的一种测向天线装置的整机设计的示意图；
28.图3为本技术实施例提供的测向天线装置的电路控制部分的示意图；
29.图4为本技术实施例提供的一种测向系统的示意图。
具体实施方式
30.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的
范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
31.在本技术中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本技术及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
32.并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本技术中的具体含义。
33.此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或点连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的联通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
34.此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。
35.如相关技术记载，目前的测向天线装置存在着反馈方向的速度较慢，容易影响技术人员的排查的问题。基于此，本技术实施例提供一种测向天线装置，以解决上述问题。
36.如图1所示，图1是本技术实施例提供的一种测向天线装置的结构框图，所述装置包括：八组测向天线11、电子开关12和控制单元13，其中，每一组测向天线11均与所述电子开关12连接，所述电子开关12与所述控制单元13连接；各测向天线11呈360度圆周排列设置于同一平面中，用于接收检测到的射频信号；所述电子开关12用于控制各测向天线11的通断；所述控制单元13用于控制所述电子开关，并处理各测向天线接收到的射频信号。
37.本实施例的测向天线装置可以是一个独立的测向设备，也可以是与采集设备配合使用、共同组成测向设备的一个配套装置。该采集设备可以认为是技术人员所在的操控端。该测向天线装置可以是安装在车辆顶部的，也可以按照其他运载方式呈现为固定式装置、机载装置、舰载装置、便携式装置等等。
38.该装置中的测向天线是天线的一种，其可以接收信号源发射出来的射频信号。在本实施例中，该装置有八组测向天线，各测向天线呈360度圆周排列设置于同一平面中，这样，测向天线装置采集射频信号后能够快速地反馈方向，通过方向可以快速地判定目标位置。
39.在一些实施例中，各测向天线可以均匀分布在360度的圆周平面上，每组测向天线覆盖45度区域。也就是说，测向天线装置的八组测向天线可以分别分布在前、后、左、右、左前、左后、右前、右后这8个方向上，每两个相邻的测向天线之间呈45度夹角，这样，测向天线装置能够采集到全方位的信息。
40.在一些实施例中，所述测向天线可以是定向天线。定向天线是指在某一个或某几个特定方向上发射及接收电磁波特别强，而在其他的方向上发射及接收电磁波则为零或极小的一种天线。采用定向天线作为测向天线，可以增加抗干扰能力，同时基于八组测向天线的协作，测向天线装置仍可以接受到各个方向上的信号。
41.该装置中的电子开关是一种利用电子电路以及电力电子器件实现电路通断的运行单元，至少包括一个可控的电子驱动器件，如晶闸管、晶体管、可控硅、继电器等。可选地，该电子开关可以通过射频线与各测向天线连接，以及通过rs-485线与控制单元连接。
42.在一些实施例中，该电子开关可以是单极八掷天线开关。单极八掷天线开关是射频开关的一种，其具有八个射频输入输出端口(记作rf1至rf8)，根据应用于控制端口的逻辑电压电平，单极八掷天线开关的ant端口使用低插入损耗路径连接到八个射频输入输出端口之一，同时ant端口与其他射频输入输出端口之间的路径处于高隔离状态。也就是说，当采用单极八掷天线开关作为电子开关时，每个测向天线可以连接到该单极八掷天线开关的一个射频输入输出端口上，这样，控制单元可以控制加在该单极八掷天线开关的控制端口上的逻辑电压电平，使得该单极八掷天线开关的各射频输入输出端口呈现不同的连通性。
43.该装置中的控制单元可以是主控板，即负责指挥控制各部件工作的电路板。在本实施例中，该控制单元可以控制电子开关，以实现对各测向天线的通断的控制，并且，该控制单元还可以处理各测向天线接收到的射频信号，这里的处理可以包括基于预设的测向方法对发出该射频信号的信号源的方向进行测定，该预设的测向方法可以是振幅法、相位法、时间差法等方法中的任意一种，以振幅法为例，该控制单元可以对各测向天线接收到的射频信号的信号幅度进行比较，基于比较结果来判定来波方向。另外，这里的处理还可以包括清洗干扰信号、编译射频信号等等。该控制单元的构成组件可以是单片机，也可以是其他类型的芯片。可选地，该控制单元可以包括fpga(field programmable gate array，现场可编程逻辑门阵列)芯片。从芯片器件的角度讲，fpga本身构成了半定制电路中的典型集成电路，其中含有数字管理模块、内嵌式单元、输出单元以及输入单元等，fpga芯片支持通过改进当前的芯片设计来增设芯片功能，据此实现了芯片整体构造的简化与性能提升。
44.本实施例的测向天线装置，包括八组测向天线、电子开关和控制单元，各测向天线用于接收检测到的射频信号，与各测向天线连接的电子开关用于控制各测向天线的通断，控制单元用于控制电子开关以及处理各测向天线接收到的射频信号。如此，基于分布全方位的测向天线，测向天线装置采集目标后能够快速地反馈方向，从而快速地判定目标位置，从而减少技术人员的排查时间。
45.为丰富测向天线装置的功能，在上述实施例介绍的内容以外，本说明书还提供其他实施例，以进一步地方便技术人员的使用，比如：
46.在某些例子中，还包括数传模块，用于将处理好的信息传递给采集设备。相关技术中的测向天线装置在得到测向数据后，一般是由采集设备主动从测向天线装置获取测向数据，这就需要技术人员先对频段或频点进行人工设置。而本实施例中，通过增设数传模块，测向天线装置可以将测向数据直接传递到采集设备，提高了便利性。可选地，该数传模块可以包括433mhz数传芯片和433mhz数传天线，433mhz数传芯片可基于433mhz数传天线传递数据，其具有很强的抗干扰能力，并且具有功耗低、传输距离远等特点。当然，在其他实施例中，该数传模块也可以集中在其他频段或频点。
47.在某些例子中，所述测向天线是4g/5g天线。4g/5g天线是同时支持4g网络使用的频段和5g网络使用的频段的天线。相关技术中的测向天线一般是单一制式的天线，然而随着移动通信网络的更新换代，单一制式的测向天线已经很难满足实际使用需求，因此，本实
施例采用4g/5g全制式的测向天线，支持4g/5g全频段，解决4/5g设备天线切换的问题，从而更好地满足实际使用需求。
48.在某些例子中，还包括时钟模块，所述时钟模块包括gps接收板和gps天线，其中，所述gps接收板通过所述gps天线接收gps信号，并基于所述gps信号进行时钟同步。保持时钟同步，是测向设备稳定、可靠运行的前提。gps(global positioning system，全球定位系统)是通过接收卫星信号，进行定位或者导航的终端，而gps天线就是专门用于接收gps信号的天线；gps接收板可以是对gps信号进行处理的电路板，其可以基于对gps信号的传输时延的精确测定，达到对本地时钟的校准。如此，通过增设时钟模块来实现时钟同步，保证了测向数据的准确传输。
49.为了对本技术的测向天线装置做更为详细的说明，接下来介绍一具体实施例：
50.如图2所示，图2是本技术实施例提供的一种测向天线装置的整机设计的示意图。该测向天线装置配合4/5g采集设备使用，安装在车辆顶部。
51.其中：
52.该测向天线装置包括八组测向天线，分别为测向天线1、测向天线2、测向天线3、测向天线4、测向天线5、测向天线6、测向天线7、测向天线8(图中依次标记为201-208)，依次分布在前、左前、左、左后、后、右后、右、右前；
53.该测向天线装置还包括单极八掷天线开关209，该单极八掷天线开关209的射频输入输出端口为rf1至rf8，根据应用于控制端口的逻辑电压电平，单极八掷天线开关209的ant端口使用低插入损耗路径连接到八个射频输入输出端口之一，同时ant端口与其他射频输入输出端口之间的路径处于高隔离状态；
54.该测向天线装置还包括gps天线210和gps接收板211，该gps接收板211通过该gps天线210接收gps信号，并基于接收到的gps信号进行时钟同步；
55.该测向天线装置还包括数传模块212，该数传模块212由数传电台和433mhz数传天线组成，在各测向天线采集完测向数据后，该数传模块212将测向数据反馈给4/5g采集设备；
56.该测向天线装置还包括主控板(图中示为e板)213，该主控板213通过单极八掷天线开关209控制各测向天线的通断，以及对各测向天线采集到的测向数据进行处理。如图3所示，图3是本技术实施例提供的测向天线装置的电路控制部分的示意图，其中，主控板213通过控制端口31对单极八掷天线开关(图中示为sp8t)209进行控制，测向天线接收端口为srx端口32，电台发射使用tx1端口33；还有，主控板213基于pps端口34接收gps接收板传递的时钟同步信号；此外，主控板213上还集成有12v充电端口35以及rj45网口36，主控板213可通过12v充电端口35进行充电，以及通过rj45网口36与其他终端进行通信。
57.该测向天线装置还包括接线盒214，该接线盒214是测向天线装置的线缆与车上设备连接的接头盒。
58.除此之外，该测向天线装置还可以包括其他电路以及电子器件，如供电模块、充电模块等等。
59.这一测向天线装置，配置采集设备使用，采集目标后能够快速地反馈方向，通过方向可以快速地判定目标位置，同时将接收到的目标数据数传给单兵设备，从而减少技术人员的排查时间。
60.与前述测向天线装置相对应的，本技术还提供一种测向系统的实施例。
61.如图4所示，图4是本技术实施例提供的一种测向系统的示意图，所述路测系统包括前述任一实施例的测向天线装置41，以及采集设备42。
62.本实施例的具体实现过程可以参见前述实施例的介绍，本技术在此不作赘述。
63.在本技术所有实施例中，“大”、“小”是相对而言的，“多”、“少”是相对而言的，“上”、“下”是相对而言的，对此类相对用语的表述方式，本技术实施例不再多加赘述。
64.应理解，说明书通篇中提到的“在本实施例中”、“本技术实施例中”或“作为一种可选的实施方式”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本技术的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在本实施例中”、“本技术实施例中”或“作为一种可选的实施方式”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定特征、结构或特性可以以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本技术所必须的。
65.在本技术的各种实施例中，应理解，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的必然先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本技术实施例的实施过程构成任何限定。
66.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应与权利要求的保护范围为准。