專利名稱：基于接收機(jī)陣列的航空遙測(cè)系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及航空通信領(lǐng)域，具體是指基于接收機(jī)陣列的航空遙測(cè)系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的航空遙測(cè)系統(tǒng)采用高增益自動(dòng)跟蹤拋物面天線和一個(gè)數(shù)字/模擬接收來(lái)實(shí)現(xiàn)，在實(shí)際應(yīng)用中它存在以下問(wèn)題和缺陷1由高增益自動(dòng)跟蹤拋物面天線造成的系統(tǒng)成本高，不易維護(hù)；2跟蹤天線在目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度過(guò)快時(shí)容易造成丟失目標(biāo)；3難于將擴(kuò)頻技術(shù)應(yīng)用到遙測(cè)系統(tǒng)中造成系統(tǒng)的抗干擾能力較差；4采用單載波技術(shù)，對(duì)于寬帶遙測(cè)數(shù)據(jù)的傳輸容易受到多普勒效應(yīng)帶來(lái)的頻率彌散性和多路徑傳輸帶來(lái)的碼間干擾的影響；5接收機(jī)采用數(shù)字、模擬電平信號(hào)，需要額外的前端服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理后，遙測(cè)數(shù)據(jù)才能進(jìn)入地面數(shù)據(jù)中心的以太網(wǎng)中；6僅能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)的遙測(cè)，不能實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)同時(shí)遙測(cè)的應(yīng)用需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于接收機(jī)陣列的航空遙測(cè)系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法，降低接收天線的重量，并使其具備一定的抗振動(dòng)能力，便于運(yùn)輸或移動(dòng)，使系統(tǒng)具備對(duì)同時(shí)對(duì)多個(gè)遙測(cè)目標(biāo)的跟蹤能力；使系統(tǒng)具備更低的實(shí)現(xiàn)成本。本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
基于接收機(jī)陣列的航空遙測(cè)系統(tǒng)，包括機(jī)載部分和地面部分，其特征在于所述機(jī)載部分包括采集飛機(jī)系統(tǒng)參數(shù)的遙測(cè)發(fā)射機(jī)，遙測(cè)發(fā)射機(jī)將采集到的遙測(cè)數(shù)據(jù)傳輸至與其連接的上變頻器，上變頻器對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行上變頻后傳輸至與上變頻器連接的功率放大器， 功率放大器對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行功率放大后傳輸至與功率放大器連接的發(fā)射天線，發(fā)射天線將接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換為電磁波信號(hào)并向外發(fā)送；地面部分包括接收電磁波信號(hào)的天線矩陣，天線矩陣將接收到的電磁波信號(hào)轉(zhuǎn)換為高頻電流信號(hào)并將該高頻電流信號(hào)傳輸至與天線矩陣連接的接收機(jī)室外單元，接收機(jī)室外單元對(duì)接收到的高頻電流信號(hào)進(jìn)行處理后傳輸至與接收機(jī)室外單元連接的接收機(jī)室內(nèi)單元，接收機(jī)室內(nèi)單元將接收到的信號(hào)進(jìn)行處理將其還原為遙測(cè)數(shù)據(jù)，并通過(guò)以太網(wǎng)傳輸至終端設(shè)備。通過(guò)在地面建立全向天線構(gòu)成的接收矩陣、接收矩陣與接收機(jī)室外單元連接、接收機(jī)室外單元的接收單元與接收機(jī)室內(nèi)單元連接的方式，代替了高增益自動(dòng)跟蹤拋物面天線接收的方式，有效減少了接收天線的重量，同時(shí)接收矩陣可接收覆蓋空域內(nèi)多個(gè)不同源的發(fā)射信號(hào)，通過(guò)頻分或碼分方式，實(shí)現(xiàn)了同時(shí)接收多個(gè)遙測(cè)參數(shù)的目的。所述的遙測(cè)發(fā)射機(jī)包括數(shù)據(jù)預(yù)處理器，數(shù)據(jù)預(yù)處理器將采集到的遙測(cè)信號(hào)進(jìn)行發(fā)射前的預(yù)處理并將處理后的信號(hào)傳輸至與數(shù)據(jù)預(yù)處理器連接的數(shù)據(jù)切片器，數(shù)據(jù)切片器將接收到的信號(hào)切片成η個(gè)信號(hào)，η > 2且為自然數(shù)，并通過(guò)η個(gè)通道傳輸至頻率合成器，頻率合成器將η個(gè)通道的信號(hào)進(jìn)行頻率合成后傳輸至與頻率合成器連接的上變頻器。進(jìn)一步的講，通過(guò)將遙測(cè)數(shù)據(jù)在鏈路層分解為多個(gè)信號(hào)，并將多個(gè)信號(hào)分別處理的方式，保證了每個(gè)獨(dú)立信號(hào)的處理均符合接收的要求。所述每個(gè)通道均包括依次連接的糾錯(cuò)編碼器、擴(kuò)頻編碼器、調(diào)制解調(diào)器、數(shù)字上變頻器、消峰因子衰減器，所述糾錯(cuò)編碼器與數(shù)據(jù)切片器連接并接收其中的一路信號(hào)，將該信號(hào)經(jīng)過(guò)糾錯(cuò)處理后傳輸至擴(kuò)頻編碼器進(jìn)行擴(kuò)頻處理，擴(kuò)頻處理后的信號(hào)傳輸至調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行處理，調(diào)制解調(diào)器處理后的信號(hào)傳輸至數(shù)字上變頻器進(jìn)行變頻處理，經(jīng)數(shù)字上變頻器處理的信號(hào)傳輸至消峰因子衰減器進(jìn)行處理，消峰因子衰減器處理后的信號(hào)傳輸至與消峰因子衰減器連接的頻率合成器。通過(guò)一系列的數(shù)據(jù)處理，保證每個(gè)獨(dú)立的信號(hào)均能夠被接收、其參數(shù)信號(hào)的可還原性。所述的天線矩陣由η個(gè)全向天線構(gòu)成，接收機(jī)室外單元包括η個(gè)相互獨(dú)立的接收單元，所述全向天線與接收單元一一對(duì)應(yīng)，每個(gè)接收單元包括一個(gè)帶通濾波器、以及與帶通濾波器連接的低噪聲放大器。所述的接收機(jī)室內(nèi)單元包括m個(gè)相互獨(dú)立的接收處理單元，m 且為自然數(shù)，每個(gè)接收處理單元包括一個(gè)下變頻器、與下變頻器連接的η個(gè)信號(hào)處理通道，每個(gè)下變頻器均與接收機(jī)室外單元的η個(gè)接收單元連接，m個(gè)下變頻器將接收機(jī)室外單元的η個(gè)信號(hào)變頻為m組信號(hào)，每組信號(hào)包括η個(gè)信號(hào)；每個(gè)信號(hào)分別傳輸至相互獨(dú)立的信號(hào)處理通道，每個(gè)信號(hào)處理通道包括依次連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字下變頻DDC、調(diào)制解調(diào)器、糾錯(cuò)譯碼器，在調(diào)制解調(diào)器上連接有PN碼捕獲器，PN碼捕獲器上連接有PN碼跟蹤環(huán)，PN碼跟蹤環(huán)與調(diào)制解調(diào)器連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器與下變頻器連接，糾錯(cuò)譯碼器的輸出信號(hào)通過(guò)輸出接口傳輸至與輸出接口連接的數(shù)字信號(hào)處理板，數(shù)字信號(hào)處理板通過(guò)以太網(wǎng)與終端設(shè)備連接?；诮邮諜C(jī)陣列的航空遙測(cè)方法，包括以下步驟
(A)在飛機(jī)上安裝遙測(cè)發(fā)射機(jī)，遙測(cè)發(fā)射機(jī)將采集到的遙測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)上變頻器調(diào)制到射頻載波之上并傳輸至功率放大器進(jìn)行功率放大，放大后的信號(hào)通過(guò)發(fā)射天線轉(zhuǎn)換為電磁波信號(hào)并向外發(fā)送；
(B)在地面建立全向天線接收矩陣，將每個(gè)全向天線接收到的信號(hào)通過(guò)一個(gè)接收機(jī)室外單元的接收單元進(jìn)行濾波和低噪聲放大處理，并同時(shí)進(jìn)行自動(dòng)增益控制；
(C)建立接收機(jī)陣列室內(nèi)單元，接收機(jī)陣列室內(nèi)單元包括相互獨(dú)立的接收處理單元，每個(gè)接收處理單元與接收機(jī)室外單元的所有接收單元連接，接收處理單元將接收到的信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后得到基帶信號(hào)；
(D)將基帶信號(hào)通過(guò)鏈路層協(xié)議處理模塊恢復(fù)成鏈路層協(xié)議包；
(E)鏈路層協(xié)議包，進(jìn)入數(shù)據(jù)融合模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，恢復(fù)成傳輸層協(xié)議包，經(jīng)傳輸層協(xié)議處理模塊獲得的遙測(cè)數(shù)據(jù)，通過(guò)一個(gè)CPU處理模塊進(jìn)行以太網(wǎng)UDP打包后輸出至終端設(shè)備。進(jìn)一步講，所述的步驟(A)包括以下步驟 (Al)采集遙測(cè)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行預(yù)處理；
(A2)將預(yù)處理后的遙測(cè)數(shù)據(jù)切換為η個(gè)信號(hào)，η ^ 2且為自然數(shù)，η個(gè)信號(hào)在η個(gè)通道內(nèi)分別依次進(jìn)行如下處理
(Α21)將切片后的單個(gè)信號(hào)首先進(jìn)行糾錯(cuò)編碼處理； (Α22)其次對(duì)糾錯(cuò)后的信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)頻編碼；(A23)再將擴(kuò)頻后的信號(hào)進(jìn)行調(diào)制解調(diào)處理；
(A24)對(duì)調(diào)制解調(diào)后信號(hào)進(jìn)行數(shù)字上變頻變化為高頻數(shù)字信號(hào)；
(A25)最后對(duì)高頻數(shù)字信號(hào)進(jìn)行消峰衰減處理；
(A3)經(jīng)過(guò)消峰衰減處理的η個(gè)信號(hào)通過(guò)頻率合成器合成；
(Α4)合成后的信號(hào)通過(guò)上變頻變成高頻信號(hào)；
(Α5)高頻信號(hào)通過(guò)功率放大器放大，并通過(guò)發(fā)射天線向外發(fā)射。進(jìn)一步講，所述的步驟(B)包括以下步驟
(Bi)建立由η個(gè)全向天線構(gòu)成的天線矩陣，同時(shí)建立由η個(gè)接收單元構(gòu)成的接收機(jī)室外單元；
(Β2)每個(gè)全向接收天線接收步驟(A)的發(fā)射信號(hào)，并對(duì)所接收到的遙測(cè)信號(hào)進(jìn)行如下處理
(Β21)在帶通濾波器內(nèi)進(jìn)行濾波處理；
(Β22)在低噪聲放大器內(nèi)進(jìn)行低噪聲放大，同時(shí)進(jìn)行自動(dòng)增益控制，當(dāng)輸入信號(hào)強(qiáng)度大于門限值時(shí)，自動(dòng)增益控制器將旁路信號(hào)低噪聲放大。進(jìn)一步講，所述的步驟(C)包括以下步驟
(Cl)建立包括m個(gè)接收處理單元的接收機(jī)室內(nèi)單元，每個(gè)接收機(jī)室內(nèi)單元的接收處理單元均與接收機(jī)室外單元的η個(gè)接收單元連接；
(C2)接收機(jī)室內(nèi)單元的每個(gè)接收處理單元接收η個(gè)接收單元輸出信號(hào)，接收處理單元的下變頻器根據(jù)載波的中心頻點(diǎn)，分別對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行下變頻轉(zhuǎn)換，形成m*n個(gè)信號(hào)并傳送至信號(hào)處理通道；
(C3)信號(hào)處理通道對(duì)所接收的信號(hào)進(jìn)行如下操作 (C31)模數(shù)轉(zhuǎn)換器將接收到得信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)； (C32)數(shù)字信號(hào)在數(shù)字下變頻DDC內(nèi)變換為中頻數(shù)字信號(hào)； (C33)中頻數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)制解調(diào)器變換為原信號(hào)； (C34)原信號(hào)經(jīng)過(guò)糾錯(cuò)譯碼器譯碼后變成基帶信號(hào)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果
1本發(fā)明基于接收機(jī)陣列的航空遙測(cè)系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法，采用在地面部分建立全向天線接收矩陣的方式，代替了傳統(tǒng)的高增益自動(dòng)跟蹤拋物面天線，相對(duì)于高增益自動(dòng)跟蹤拋物面天線，其重量大大減少，具備一定的抗振動(dòng)能力，便于運(yùn)輸或移動(dòng)；同時(shí)具備對(duì)多個(gè)遙測(cè)目標(biāo)的跟蹤能力；增加接收天線在長(zhǎng)期使用過(guò)程中的可靠性，降低接收天線在使用過(guò)程中的維護(hù)成本；并且，本系統(tǒng)具備更低的實(shí)現(xiàn)成本；
2本發(fā)明基于接收機(jī)陣列的航空遙測(cè)系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法，在機(jī)載部分采用擴(kuò)頻編碼、在地面部分采用擴(kuò)頻解碼，增加了系統(tǒng)的抗干擾能力；
3本發(fā)明基于接收機(jī)陣列的航空遙測(cè)系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法，在機(jī)載部分采用糾錯(cuò)編碼、在地面部分采用糾錯(cuò)解碼，增加了系統(tǒng)在惡劣環(huán)境下數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?br>

圖1為本發(fā)明硬件連接示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。 實(shí)施例如圖1所示，本發(fā)明基于接收機(jī)陣列的航空遙測(cè)系統(tǒng)，包括機(jī)載部分和地面部分， 機(jī)載部分包括采集飛機(jī)系統(tǒng)參數(shù)的遙測(cè)發(fā)射機(jī)，遙測(cè)發(fā)射機(jī)包括數(shù)據(jù)預(yù)處理器，與數(shù)據(jù)預(yù)處理器連接的數(shù)據(jù)切片器，數(shù)據(jù)切片器將接收到的信號(hào)切片成η個(gè)信號(hào)，η >2且為自然數(shù)， 并通過(guò)η個(gè)通道傳輸至頻率合成器，頻率合成器將η個(gè)通道的信號(hào)進(jìn)行頻率合成后傳輸至與頻率合成器連接的上變頻器，每個(gè)通道均包括依次連接的糾錯(cuò)編碼器、擴(kuò)頻編碼器、調(diào)制解調(diào)器、數(shù)字上變頻器、消峰因子衰減器，消峰因子衰減器與頻率合成器連接；頻率合成器作為遙測(cè)發(fā)射機(jī)的輸出端與上變頻器連接，上變頻器對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行上變頻后傳輸至與上變頻器連接的功率放大器，功率放大器對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行功率放大后傳輸至與功率放大器連接的發(fā)射天線，發(fā)射天線將接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換為電磁波信號(hào)并向外發(fā)送；地面部分包括接收電磁波信號(hào)的天線矩陣，天線矩陣由η個(gè)全向天線構(gòu)成，接收機(jī)室外單元包括η個(gè)相互獨(dú)立的接收單元，全向天線與接收單元一一對(duì)應(yīng)，每個(gè)接收單元包括一個(gè)帶通濾波器、 以及與帶通濾波器連接的低噪聲放大器，低噪聲放大器自身附帶一個(gè)自動(dòng)增益控制器，當(dāng)輸入信號(hào)強(qiáng)度大于門限值時(shí)，自動(dòng)增益控制器將旁路信號(hào)低噪聲放大，避免過(guò)強(qiáng)的輸入信號(hào)造成設(shè)備的損壞；接收機(jī)室內(nèi)單元包括m個(gè)相互獨(dú)立的接收處理單元，m > 1且為自然數(shù)，本實(shí)施例設(shè)定m=4，每個(gè)接收處理單元包括一個(gè)下變頻器、與下變頻器連接的η個(gè)信號(hào)處理通道，每個(gè)下變頻器均與接收機(jī)室外單元的η個(gè)接收單元連接，4個(gè)下變頻器將接收機(jī)室外單元的η個(gè)信號(hào)變頻為4組信號(hào)，每組信號(hào)包括η個(gè)信號(hào)；每個(gè)信號(hào)分別傳輸至相互獨(dú)立的信號(hào)處理通道，每個(gè)信號(hào)處理通道包括依次連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字下變頻DDC、調(diào)制解調(diào)器、糾錯(cuò)譯碼器，在調(diào)制解調(diào)器上連接有PN碼捕獲器，PN碼捕獲器上連接有PN碼跟蹤環(huán)，PN碼跟蹤環(huán)與調(diào)制解調(diào)器連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器與下變頻器連接，糾錯(cuò)譯碼器的輸出信號(hào)通過(guò)輸出接口傳輸至與輸出接口連接的數(shù)字信號(hào)處理板，數(shù)字信號(hào)處理板將4組輸出的信號(hào)，傳輸至協(xié)議處理板中，通過(guò)基帶信號(hào)接口模塊接收基帶信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)鏈路層協(xié)議處理模塊恢復(fù)成鏈路層協(xié)議包；鏈路層協(xié)議包，進(jìn)入數(shù)據(jù)融合模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，恢復(fù)成傳輸層協(xié)議包；經(jīng)傳輸層協(xié)議處理模塊獲得的遙測(cè)數(shù)據(jù)，通過(guò)一個(gè)CPU處理模塊進(jìn)行以太網(wǎng)UDP打包后輸出并傳輸至終端設(shè)備。基于接收機(jī)陣列的航空遙測(cè)方法，包括以下步驟
(A)在飛機(jī)上安裝遙測(cè)發(fā)射機(jī)，遙測(cè)發(fā)射機(jī)將采集到的遙測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)上變頻器調(diào)制到射頻載波之上并傳輸至功率放大器進(jìn)行功率放大，放大后的信號(hào)通過(guò)發(fā)射天線轉(zhuǎn)換為電磁波信號(hào)并向外發(fā)送，具體步驟如下 (Al)采集遙測(cè)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行預(yù)處理；
(A2)將預(yù)處理后的遙測(cè)數(shù)據(jù)切換為η個(gè)信號(hào)，η ^ 2且為自然數(shù)，η個(gè)信號(hào)在η個(gè)通道內(nèi)分別依次進(jìn)行如下處理
(Α21)將切片后的單個(gè)信號(hào)首先進(jìn)行糾錯(cuò)編碼處理； (Α22)其次對(duì)糾錯(cuò)后的信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)頻編碼； (Α23)再將擴(kuò)頻后的信號(hào)進(jìn)行調(diào)制解調(diào)處理；(A24)對(duì)調(diào)制解調(diào)后信號(hào)進(jìn)行數(shù)字上變頻變化為高頻數(shù)字信號(hào)；
(A25)最后對(duì)高頻數(shù)字信號(hào)進(jìn)行消峰衰減處理；
(A3)經(jīng)過(guò)消峰衰減處理的η個(gè)信號(hào)通過(guò)頻率合成器合成；
(Α4)合成后的信號(hào)通過(guò)上變頻變成高頻信號(hào)；
(Α5)高頻信號(hào)通過(guò)功率放大器放大，并通過(guò)發(fā)射天線向外發(fā)射；
(B)在地面建立全向天線接收矩陣，將每個(gè)全向天線接收到得信號(hào)通過(guò)一個(gè)接收機(jī)室外單元的接收單元進(jìn)行濾波和低噪聲放大處理，并同時(shí)進(jìn)行自動(dòng)增益控制，具體步驟如下
(Bi)建立由η個(gè)全向天線構(gòu)成的天線矩陣，同時(shí)建立由η個(gè)接收單元構(gòu)成的接收機(jī)室外單元；
(Β2)每個(gè)全向接收天線接收步驟(A)的發(fā)射信號(hào)，并對(duì)所接收到的遙測(cè)信號(hào)進(jìn)行如下處理
(Β21)在帶通濾波器內(nèi)進(jìn)行濾波處理；
(Β22)在低噪聲放大器內(nèi)進(jìn)行低噪聲放大，同時(shí)進(jìn)行自動(dòng)增益控制，當(dāng)輸入信號(hào)強(qiáng)度大于門限值時(shí)，自動(dòng)增益控制器將旁路信號(hào)低噪聲放大；
(C)建立接收機(jī)陣列室內(nèi)單元，接收機(jī)陣列室內(nèi)單元包括相互獨(dú)立的接收處理單元，每個(gè)接收處理單元與接收機(jī)室外單元的所有接收單元連接，接收處理單元將接收到的信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后得到基帶信號(hào)，具體步驟如下
(Cl)建立包括m個(gè)接收處理單元的接收機(jī)室內(nèi)單元，每個(gè)接收機(jī)室內(nèi)單元的接收處理單元均與接收機(jī)室外單元的η個(gè)接收單元連接；
(C2)接收機(jī)室內(nèi)單元的每個(gè)接收處理單元接收η個(gè)接收單元輸出信號(hào)，接收處理單元的下變頻器根據(jù)載波的中心頻點(diǎn)，分別對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行下變頻轉(zhuǎn)換，形成m*n個(gè)信號(hào)并傳送至信號(hào)處理通道；
(C3)信號(hào)處理通道對(duì)所接收的信號(hào)進(jìn)行如下操作 (C31)模數(shù)轉(zhuǎn)換器將接收到得信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)； (C32)數(shù)字信號(hào)在數(shù)字下變頻DDC內(nèi)變換為中頻數(shù)字信號(hào)； (C33)中頻數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)制解調(diào)器變換為原信號(hào)； (C34)原信號(hào)經(jīng)過(guò)糾錯(cuò)譯碼器譯碼后變成基帶信號(hào)；
(D)將基帶信號(hào)通過(guò)鏈路層協(xié)議處理模塊恢復(fù)成鏈路層協(xié)議包；
(E)鏈路層協(xié)議包，進(jìn)入數(shù)據(jù)融合模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，恢復(fù)成傳輸層協(xié)議包，經(jīng)傳輸層協(xié)議處理模塊獲得的遙測(cè)數(shù)據(jù)，通過(guò)一個(gè)CPU處理模塊進(jìn)行以太網(wǎng)UDP打包后輸出至終端 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)上對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.基于接收機(jī)陣列的航空遙測(cè)系統(tǒng)，包括機(jī)載部分和地面部分，其特征在于所述機(jī)載部分包括采集飛機(jī)系統(tǒng)參數(shù)的遙測(cè)發(fā)射機(jī)，遙測(cè)發(fā)射機(jī)將采集到的遙測(cè)數(shù)據(jù)傳輸至與其連接的上變頻器，上變頻器對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行上變頻后傳輸至與上變頻器連接的功率放大器，功率放大器對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行功率放大后傳輸至與功率放大器連接的發(fā)射天線，發(fā)射天線將接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換為電磁波信號(hào)并向外發(fā)送；地面部分包括接收電磁波信號(hào)的天線矩陣，天線矩陣將接收到的電磁波信號(hào)轉(zhuǎn)換為高頻電流信號(hào)并將該高頻電流信號(hào)傳輸至與天線矩陣連接的接收機(jī)室外單元，接收機(jī)室外單元對(duì)接收到的高頻電流信號(hào)進(jìn)行處理后傳輸至與接收機(jī)室外單元連接的接收機(jī)室內(nèi)單元，接收機(jī)室內(nèi)單元將接收到的信號(hào)進(jìn)行處理將其還原為遙測(cè)數(shù)據(jù)，并通過(guò)以太網(wǎng)傳輸至終端設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于接收機(jī)陣列的航空遙測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述的遙測(cè)發(fā)射機(jī)包括數(shù)據(jù)預(yù)處理器，數(shù)據(jù)預(yù)處理器將采集到的遙測(cè)信號(hào)進(jìn)行發(fā)射前的預(yù)處理并將處理后的信號(hào)傳輸至與數(shù)據(jù)預(yù)處理器連接的數(shù)據(jù)切片器，數(shù)據(jù)切片器將接收到的信號(hào)切片成 η個(gè)信號(hào)，η ^ 2且為自然數(shù)，并通過(guò)η個(gè)通道傳輸至頻率合成器，頻率合成器將η個(gè)通道的信號(hào)進(jìn)行頻率合成后傳輸至與頻率合成器連接的上變頻器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于接收機(jī)陣列的航空遙測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述每個(gè)通道均包括依次連接的糾錯(cuò)編碼器、擴(kuò)頻編碼器、調(diào)制解調(diào)器、數(shù)字上變頻器、消峰因子衰減器，所述糾錯(cuò)編碼器與數(shù)據(jù)切片器連接并接收其中的一路信號(hào)，將該信號(hào)經(jīng)過(guò)糾錯(cuò)處理后傳輸至擴(kuò)頻編碼器進(jìn)行擴(kuò)頻處理，擴(kuò)頻處理后的信號(hào)傳輸至調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行處理，調(diào)制解調(diào)器處理后的信號(hào)傳輸至數(shù)字上變頻器進(jìn)行變頻處理，經(jīng)數(shù)字上變頻器處理的信號(hào)傳輸至消峰因子衰減器進(jìn)行處理，消峰因子衰減器處理后的信號(hào)傳輸至與消峰因子衰減器連接的頻率合成器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的基于接收機(jī)陣列的航空遙測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述的天線矩陣由η個(gè)全向天線構(gòu)成，接收機(jī)室外單元包括η個(gè)相互獨(dú)立的接收單元， 所述全向天線與接收單元一一對(duì)應(yīng)，每個(gè)接收單元包括一個(gè)帶通濾波器、以及與帶通濾波器連接的低噪聲放大器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于接收機(jī)陣列的航空遙測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述的接收機(jī)室內(nèi)單元包括m個(gè)相互獨(dú)立的接收處理單元，m > 1且為自然數(shù)，每個(gè)接收處理單元包括一個(gè)下變頻器、與下變頻器連接的η個(gè)信號(hào)處理通道，每個(gè)下變頻器均與接收機(jī)室外單元的η個(gè)接收單元連接，m個(gè)下變頻器將接收機(jī)室外單元的η個(gè)信號(hào)變頻為m組信號(hào)，每組信號(hào)包括η個(gè)信號(hào)；每個(gè)信號(hào)分別傳輸至相互獨(dú)立的信號(hào)處理通道，每個(gè)信號(hào)處理通道包括依次連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字下變頻DDC、調(diào)制解調(diào)器、糾錯(cuò)譯碼器，在調(diào)制解調(diào)器上連接有 PN碼捕獲器，PN碼捕獲器上連接有PN碼跟蹤環(huán)，PN碼跟蹤環(huán)與調(diào)制解調(diào)器連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器與下變頻器連接，糾錯(cuò)譯碼器的輸出信號(hào)通過(guò)輸出接口傳輸至與輸出接口連接的數(shù)字信號(hào)處理板，數(shù)字信號(hào)處理板通過(guò)以太網(wǎng)與終端設(shè)備連接。
6.基于接收機(jī)陣列的航空遙測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟(A)在飛機(jī)上安裝遙測(cè)發(fā)射機(jī)，遙測(cè)發(fā)射機(jī)將采集到的遙測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)上變頻器調(diào)制到射頻載波之上并傳輸至功率放大器進(jìn)行功率放大，放大后的信號(hào)通過(guò)發(fā)射天線轉(zhuǎn)換為電磁波信號(hào)并向外發(fā)送；(B)在地面建立全向天線接收矩陣，將每個(gè)全向天線接收到的信號(hào)通過(guò)一個(gè)接收機(jī)室外單元的接收單元進(jìn)行濾波和低噪聲放大處理，并同時(shí)進(jìn)行自動(dòng)增益控制；(C)建立接收機(jī)陣列室內(nèi)單元，接收機(jī)陣列室內(nèi)單元包括相互獨(dú)立的接收處理單元，每個(gè)接收處理單元與接收機(jī)室外單元的所有接收單元連接，接收處理單元將接收到的信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后得到基帶信號(hào)；(D)將基帶信號(hào)通過(guò)鏈路層協(xié)議處理模塊恢復(fù)成鏈路層協(xié)議包；(E)鏈路層協(xié)議包，進(jìn)入數(shù)據(jù)融合模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，恢復(fù)成傳輸層協(xié)議包，經(jīng)傳輸層協(xié)議處理模塊獲得的遙測(cè)數(shù)據(jù)，通過(guò)一個(gè)CPU處理模塊進(jìn)行以太網(wǎng)UDP打包后輸出至終端設(shè)備。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于接收機(jī)陣列的航空遙測(cè)方法，其特征在于所述的步驟(A)包括以下步驟(Al)采集遙測(cè)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行預(yù)處理；(A2)將預(yù)處理后的遙測(cè)數(shù)據(jù)切換為η個(gè)信號(hào)，η ^ 2且為自然數(shù)，η個(gè)信號(hào)在η個(gè)通道內(nèi)分別依次進(jìn)行如下處理(Α21)將切片后的單個(gè)信號(hào)首先進(jìn)行糾錯(cuò)編碼處理；(Α22)其次對(duì)糾錯(cuò)后的信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)頻編碼；(Α23)再將擴(kuò)頻后的信號(hào)進(jìn)行調(diào)制解調(diào)處理；(Α24)對(duì)調(diào)制解調(diào)后信號(hào)進(jìn)行數(shù)字上變頻變化為高頻數(shù)字信號(hào)；(Α25)最后對(duì)高頻數(shù)字信號(hào)進(jìn)行消峰衰減處理；(A3)經(jīng)過(guò)消峰衰減處理的η個(gè)信號(hào)通過(guò)頻率合成器合成；(Α4)合成后的信號(hào)通過(guò)上變頻變成高頻信號(hào)；(Α5)高頻信號(hào)通過(guò)功率放大器放大，并通過(guò)發(fā)射天線向外發(fā)射。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于接收機(jī)陣列的航空遙測(cè)方法，其特征在于所述的步驟(B)包括以下步驟(Bi)建立由η個(gè)全向天線構(gòu)成的天線矩陣，同時(shí)建立由η個(gè)接收單元構(gòu)成的接收機(jī)室外單元；(Β2)每個(gè)全向接收天線接收步驟(A)的發(fā)射信號(hào)，并對(duì)所接收到的遙測(cè)信號(hào)進(jìn)行如下處理(Β21)在帶通濾波器內(nèi)進(jìn)行濾波處理；(Β22)在低噪聲放大器內(nèi)進(jìn)行低噪聲放大，同時(shí)進(jìn)行自動(dòng)增益控制，當(dāng)輸入信號(hào)強(qiáng)度大于門限值時(shí)，自動(dòng)增益控制器將旁路信號(hào)低噪聲放大。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于接收機(jī)陣列的航空遙測(cè)方法，其特征在于所述的步驟(C)包括以下步驟(Cl)建立包括m個(gè)接收處理單元的接收機(jī)室內(nèi)單元，每個(gè)接收機(jī)室內(nèi)單元的接收處理單元均與接收機(jī)室外單元的η個(gè)接收單元連接；(C2)接收機(jī)室內(nèi)單元的每個(gè)接收處理單元接收η個(gè)接收單元輸出信號(hào)，接收處理單元的下變頻器根據(jù)載波的中心頻點(diǎn)，分別對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行下變頻轉(zhuǎn)換，形成m*n個(gè)信號(hào)并傳送至信號(hào)處理通道；(C3)信號(hào)處理通道對(duì)所接收的信號(hào)進(jìn)行如下操作 (C31)模數(shù)轉(zhuǎn)換器將接收到得信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；(C32)數(shù)字信號(hào)在數(shù)字下變頻DDC內(nèi)變換為中頻數(shù)字信號(hào)； (C33)中頻數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)制解調(diào)器變換為原信號(hào)； (C34)原信號(hào)經(jīng)過(guò)糾錯(cuò)譯碼器譯碼后變成基帶信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明公布了基于接收機(jī)陣列的航空遙測(cè)系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法，包括機(jī)載部分和地面部分，機(jī)載部分包括遙測(cè)發(fā)射機(jī)，地面部分包括全向天線構(gòu)成的天線矩陣、接收機(jī)室外單元、接收機(jī)室內(nèi)單元。采用在地面部分建立全向天線接收矩陣的方式，代替了傳統(tǒng)的高增益自動(dòng)跟蹤拋物面天線，相對(duì)于高增益自動(dòng)跟蹤拋物面天線，其重量大大減少，具備一定的抗振動(dòng)能力，便于運(yùn)輸或移動(dòng)；同時(shí)具備對(duì)多個(gè)遙測(cè)目標(biāo)的跟蹤能力；增加接收天線在長(zhǎng)期使用過(guò)程中的可靠性，降低接收天線在使用過(guò)程中的維護(hù)成本；并且，本系統(tǒng)具備更低的實(shí)現(xiàn)成本；采用擴(kuò)頻編碼、擴(kuò)頻解碼，增加了系統(tǒng)的抗干擾能力；采用糾錯(cuò)編碼、糾錯(cuò)解碼，增加了系統(tǒng)在惡劣環(huán)境下數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?br> 文檔編號(hào)H04B7/155GK102355297SQ20111018663
公開(kāi)日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月5日
發(fā)明者呂春 申請(qǐng)人:成都睿興通電子科技有限公司, 成都飛機(jī)工業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司