无线电监测测向天线天馈系统技术方案

无线电监测测向天线天馈系统技术方案

天馈系统主要由监测测向一体化天线阵、避雷装置、天线支架、线缆接头（天线阵与接收机连接）等组成。

天馈系统主要配置清单

3.2.1.1.监测测向一体化天线阵

监测测向一体化天线阵由测向天线阵、监测天线、射频开关矩阵、电子罗盘等组成。其中测向天线阵为无源天线阵，频率覆盖范围为100MHz～8GHz，分为三个频段实现，分别是100MHz～1300MHz测向天线阵，1300MHz～3000MHz测向天线阵，3000MHz～8GHz测向天线阵。三个天线阵的天线元的输出经射频开关矩

阵转换接至5路接收通道。监测测向一体化天线阵外形尺寸约为Φ1.5m×0.8m （高），如图*所示，重量约80Kg。

图* 监测测向一体化天线阵示意图

●测向天线阵

测向天线阵为包含的三个天线阵均为垂直极化的无源天线阵，每个天线阵采用9元圆阵的方式。三个天线阵的指标如下：

a) 100MHz～1300MHz 无源测向天线GRTD1300V；

天线阵指标

频率范围：100MHz～1300MHz

口径：约1.2m左右

天线阵形式：圆阵

阵元数：9

单元间幅度不一致性≤±1dB

单元间相位不一致性≤±4°

天线单元单元指标

频率范围：100MHz～1300MHz

输入阻抗：50Ω

驻波：典型值<3

方向图：水平全向

极化方式：垂直极化

增益（dBi）：典型值≥-4

阻抗（Ω）：50

接头：SMA-50K

尺寸：约φ300mm×300mm（高）

重量：0.3Kg

b) 1300MHz～3000MHz无源测向天线 GRTD3000V；天线阵指标

监测天线频率范围：1300MHz～3000MHz

口径：约0.3m左右

天线阵形式：圆阵

阵元数：9

单元间幅度不一致性≤±1.5dB

单元间相位不一致性≤±5°

天线单元指标

频率范围：1300MHz～3000MHz

输入阻抗：50Ω

驻波：典型值<2

方向图：水平全向

极化方式：垂直极化

增益（dBi）：≥0

阻抗（Ω）：50

接头：SMA-50K

尺寸：约φ70mm×70mm（高）

重量：0.2Kg

c) 3000MHz～8000MHz无源测向天线 GRTD8000V 天线阵指标

监测天线频率范围：3000MHz～8000MHz

口径：约0.15m左右

天线阵形式：圆阵

阵元数：9

单元间幅度不一致性≤±2dB

单元间相位不一致性≤±7°

天线单元指标

频率范围：3000MHz～8000MHz

输入阻抗：50Ω

驻波：典型值<2

方向图：水平全向

极化方式：垂直极化

增益（dBi）：≥0

阻抗（Ω）：50

接头：SMA-50K

尺寸：约φ50mm×50mm（高）

重量：0.1Kg

●监测天线

低端监测天线性能指标：

监测天线频率范围：100MHz～1000MHz

阻抗：50Ω

驻波：典型值<3

天线形式：不对称双锥天线

方向图：水平全向

极化方式：垂直极化

增益(dBi)：典型值＞-2

阻抗（Ω）：50

接头：N-50K

工作：温度（℃）：-40～70

尺寸：约φ400mm×450mm（高）

重量:1Kg

●高端监测天线

监测天线频率范围：1000MHz～8000MHz

阻抗：50Ω

驻波：典型值<2.5

天线形式：不对称双锥天线

方向图：水平全向

极化方式：垂直极化

增益(dBi)：典型值＞0

阻抗（Ω）：50

接头：SMA-50K

工作温度（℃）：-40～70

尺寸：约φ90mm×80mm（高）

重量：0.3Kg

●射频开关矩阵

射频开关矩阵是为实现垂直极化三个天线阵之间的切换而设计的，而监测天线输出不经过射频开关矩阵直接和对应的监测接收机相连，射频开关矩阵原理图示意图如图*示。从图中可知，开关矩阵实际是由20个3选1开关和1个1分16功分器构成的，开关矩阵整体做成一个模块，这样插损小，幅相一致性好。考虑到工作的频带宽度，损耗和相位误差的影响，20个3选1开关根据需要分成4种，分别是100MHz～1300MHz/1300MHz～3000MHz/3000MHz～8000MHz/100MHz～8000MHz，其中100MHz～8000MHz选用砷化镓开关来实现，其余三种采用PIN管芯加金丝焊接来实现。传统的微带功分器要实现这么宽的工作带宽几乎不可能，功分器在这里主要是将标校源分成16路，对于每路标校源之间的幅度相位一致性是关键指标，而插损则没多大影响，故功分器考虑采用电阻功分，电阻功分器插损约24dB，可将校准信号先放大，再通过功分器。

开关矩阵指标：

●频带宽度：100MHz～8GHz

●驻波：典型值＜2

●插损：小于8dB

●隔离度：≥50dB

●接口：SMA

●电源：±5V，插针

●5路主通道幅度一致性：≤±1.5dB

●5路主通道相位一致性：≤±8度

●标校通路间幅度一致性：≤±1.5dB

●标校通路间相位一致性：≤±8度

测向控制流程

1.选择三个天线阵之一

2.控制对应该天线阵的5个3选1开关，选通1、2、3、4、5振元，以1振元

为参考基准；

3.控制测向接收机的输入，使1、2、3、4、5振元分别对应5个接收机输入通

道；

4.重复上述1、2、3步骤，直到测试完。

校准控制流程

1.选择三个天线阵之一

2.控制对应该天线阵的3选1开关，选通校准源；

3.控制测向接收机的输入，使校准源分别对应5个接收机输入通道；

4.重复上述1、2、3步骤，直到测试完。