【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種應用于飛行器的抗干擾陣列天線及方法。
技術介紹
1、無人駕駛飛機簡稱無人機，是利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機，或者由車載計算機完全地或間歇地自主地操作。目前，隨著無人機在各行各業的普及，其已經成為一種傳統飛行器。
2、在飛行時，天線系統容易受到周圍環境中各種無線電頻率干擾源的干擾，例如無線電頻譜干擾、電磁波干擾、雷電干擾和電磁場干擾，都會影響無人機內部元件的正常工作，導致信號質量下降，甚至可能影響飛行器的正常運行。
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的技術問題是，克服現有技術的不足，提供一種應用于飛行器的抗干擾陣列天線及方法，可以有效抵抗來自外部干擾源的干擾，提高接收和發送信號的質量和可靠性。
2、為了解決上述技術問題，本專利技術的技術方案是：
3、本專利技術一方面提供一種應用于飛行器的抗干擾陣列天線，它包括天線陣列、抗干擾模組、功分器和通訊端口，所述天線陣列與抗干擾模組的輸入端電性連接，所述抗干擾模組用于對天線陣列接收的信號進行抗干擾處理，所述抗干擾模組的輸出端分別與功分器和通訊端口相連。
4、進一步，所述天線陣列包括陣盤以及設置在陣盤上的一個中間陣子和四個周邊陣子，四個所述周邊陣子以中間陣子為中心呈十字形對稱分布，每兩個所述周邊陣子之間設置一個金屬條。
5、進一步，每兩個所述周邊陣子之間的間距≥
6、進一步，所述周邊陣子的尺寸為40mm*40mm*8mm，所述周邊
7、進一步，所述中間陣子的尺寸為45mm*45mm*6mm，所述中間陣子采用單饋點高頻板天線，所述中間陣子的介電常數為6～9。
8、進一步，所述金屬條的尺寸為40mm*8mm*3mm。
9、進一步，所述抗干擾模組包括單路低噪聲放大器、下變頻器、智能信號處理單元、上變頻器、合路輸出模塊、單刀雙擲開關、合路器、合路低噪聲放大器、射頻輸出模塊、rs232通訊模塊、rs485通訊模塊和電源模塊；
10、所述中間陣子通過單路低噪聲放大器與合路器的輸入端相連，所述周邊陣子通過單路低噪聲放大器與下變頻器的輸入端相連，所述下變頻器的輸出端與智能信號處理單元的輸入端相連；
11、所述智能信號處理單元的輸出端與上變頻器的輸入端相連，所述上變頻器的輸出端與合路輸出模塊的輸入端相連，所述合路輸出模塊的輸出端通過單刀雙擲開關與合路器的輸入端相連；
12、所述合路器的輸出端與合路低噪聲放大器的輸入端相連，所述合路低噪聲放大器的輸出端與射頻輸出模塊的輸入端相連，所述射頻輸出模塊的輸出端與功分器相連；
13、所述智能信號處理單元分別通過rs232通訊模塊和rs485通訊模塊與通訊端口連接；
14、所述電源模塊用于為抗干擾模組內的各個部件模塊供電。
15、進一步，所述智能信號處理單元包括干擾檢測模塊、自適應信號處理模塊和數字信號處理模塊；
16、所述干擾檢測模塊用于實時監測和分析天線陣列接收的信號中的干擾信號；
17、所述自適應信號處理模塊用于根據干擾檢測模塊的輸出結果，對接收到的信號進行動態處理和優化，根據干擾特征調整天線陣列的輻射功率、相位和方向；
18、所述數字信號處理模塊用于對自適應信號處理模塊處理后的信號進行干擾測向和開環調零。
19、本專利技術另一方面提供一種應用于飛行器的抗干擾陣列天線的控制方法，它包括：
20、步驟s1、通過所述智能信號處理單元的干擾檢測模塊實時監測和分析天線陣列接收的信號中的干擾信號；
21、步驟s2、由所述智能信號處理單元的自適應信號處理模塊根據干擾檢測模塊的輸出結果，采用稀疏陣列的自適應抗干擾算法對接收到的信號進行動態處理和優化，根據干擾特征調整天線陣列的輻射功率、相位和方向；
22、步驟s3、由所述智能信號處理單元的數字信號處理模塊對自適應信號處理模塊處理后的信號進行干擾測向和開環調零；
23、步驟s4、經過所述智能信號處理單元抗干擾處理后的單路射頻信號，再通過功分器輸出n路射頻信號，同時所述智能信號處理單元輸出串口數據。
24、進一步，所述步驟s2中，采用稀疏陣列的自適應抗干擾算法對接收到的信號進行動態處理和優化，具體包括如下步驟：
25、步驟s21、確定迭代的初始權值w[1]；
26、步驟s22、計算天線陣列輸出信號x(k)＝als(k)+n(k)的四階累積量，并進行量矢量化得到f4，x；
27、步驟s23、抽取f4，x中相應的行，獲得對應于虛擬均勻面陣的陣列接收信號
28、步驟s24、利用二維空間平滑的方法，去除中信號間的相關性，得到協方差矩陣
29、步驟s25、根據步長u以及協方差矩陣計算得到權值的迭代公式，權值的迭代公式計算步驟如下：
30、對各個子陣輸出的協方差矩陣求和取平均得到
31、
32、其中，mx和nx分別是兩個互質的整數，my和ny分別是兩個互質的整數，x軸子陣的陣元數目為mx+nx-1個，y軸子陣的陣元數目為my+ny-1個，rn,m是自相關矩陣；
33、取得到的秩為k，得到自適應抗干擾算法的權值的迭代公式為：
34、
35、其中，u是自適應抗干擾算法的迭代步長，w[k]是適應權值；
36、步驟s26、重復步驟s22～步驟s25，直至完成選代。
37、采用了上述技術方案，本專利技術的抗干擾陣列天線由多個天線陣子和抗干擾模組構成，天線結構緊湊、易于集成和部署，每個天線陣子均通過抗干擾模組實現與其他天線陣子的協同工作。本專利技術具有空間頻率選擇性，能夠選擇性地接收特定方向的信號。具有動態自適應能力，能夠實時監測和調整天線參數以適應通信環境變化。采用多天線波束形成技術，通過動態自適應能力，適應復雜多變的通信環，提供出色的抗干擾性能。
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1.一種應用于飛行器的抗干擾陣列天線，其特征在于，它包括天線陣列、抗干擾模組、功分器和通訊端口，所述天線陣列與抗干擾模組的輸入端電性連接，所述抗干擾模組用于對天線陣列接收的信號進行抗干擾處理，所述抗干擾模組的輸出端分別與功分器和通訊端口相連。
2.根據權利要求1所述的應用于飛行器的抗干擾陣列天線，其特征在于：所述天線陣列包括陣盤(3)以及設置在陣盤(3)上的一個中間陣子(1)和四個周邊陣子(2)，四個所述周邊陣子(2)以中間陣子(1)為中心呈十字形對稱分布，每兩個所述周邊陣子(2)之間設置一個金屬條(4)。
3.根據權利要求2所述的應用于飛行器的抗干擾陣列天線，其特征在于：每兩個所述周邊陣子(2)之間的間距
4.根據權利要求2所述的應用于飛行器的抗干擾陣列天線，其特征在于：所述周邊陣子(2)的尺寸為40mm*40mm*8mm，所述周邊陣子(2)采用雙饋點高頻板天線，所述周邊陣子(2)的介電常數為9～11。
5.根據權利要求2所述的應用于飛行器的抗干擾陣列天線，其特征在于：所述中間陣子(1)的尺寸為45mm*45mm*6mm，所述中間
6.根據權利要求2所述的應用于飛行器的抗干擾陣列天線，其特征在于：所述金屬條(4)的尺寸為40mm*8mm*3mm。
7.根據權利要求2所述的應用于飛行器的抗干擾陣列天線，其特征在于：所述抗干擾模組包括單路低噪聲放大器、下變頻器、智能信號處理單元、上變頻器、合路輸出模塊、單刀雙擲開關、合路器、合路低噪聲放大器、射頻輸出模塊、RS232通訊模塊、RS485通訊模塊和電源模塊；
8.根據權利要求7所述的應用于飛行器的抗干擾陣列天線，其特征在于：所述智能信號處理單元包括干擾檢測模塊、自適應信號處理模塊和數字信號處理模塊；
9.一種如權利要求8所述的應用于飛行器的抗干擾陣列天線的控制方法，其特征在于，它包括：
10.根據權利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述步驟S2中，采用稀疏陣列的自適應抗干擾算法對接收到的信號進行動態處理和優化，具體包括如下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種應用于飛行器的抗干擾陣列天線，其特征在于，它包括天線陣列、抗干擾模組、功分器和通訊端口，所述天線陣列與抗干擾模組的輸入端電性連接，所述抗干擾模組用于對天線陣列接收的信號進行抗干擾處理，所述抗干擾模組的輸出端分別與功分器和通訊端口相連。
2.根據權利要求1所述的應用于飛行器的抗干擾陣列天線，其特征在于：所述天線陣列包括陣盤(3)以及設置在陣盤(3)上的一個中間陣子(1)和四個周邊陣子(2)，四個所述周邊陣子(2)以中間陣子(1)為中心呈十字形對稱分布，每兩個所述周邊陣子(2)之間設置一個金屬條(4)。
3.根據權利要求2所述的應用于飛行器的抗干擾陣列天線，其特征在于：每兩個所述周邊陣子(2)之間的間距
4.根據權利要求2所述的應用于飛行器的抗干擾陣列天線，其特征在于：所述周邊陣子(2)的尺寸為40mm*40mm*8mm，所述周邊陣子(2)采用雙饋點高頻板天線，所述周邊陣子(2)的介電常數為9～11。
5.根據權利要求2所述的應用于飛行器的抗干擾陣列天線，其特征在于：所述中間陣...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉建軍，宮歲歲，陶圓，
申請(專利權)人：江蘇柏通通信科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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