导航原理与系统实验指导书

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1、导航原理与系统实验指导书16实验一基于ATOLL软件的航向信标信号模拟与验证1、实验目的：（1）熟悉ATOLL软件，进一步理解航向信标的工作原理。（2）理解天线阵方向图形成原理，掌握航向信标SBO和CSB信号辐射场的方向图。（3）利用ATOLL软件，学会测试航向信标信号波形。（4）理解DDM的概念，多径和近场效应对DDM的影响。2、实验内容2.1ATOLL软件基本操作1）天线阵操作从ATOLL软件主菜单天线阵选择框中选中“New”，打开天线阵设置对话框，进行以下步骤操作：步骤1：选择“Single”(单频)或“doube”（双频），输入天线阵数目。步骤2：选择“ANTENN

2、ASETTING”面板，输入天线的类型和天线间距。步骤3：选择“ANTENNAFEEDINFS”面板，输入天线馈电幅度和相位。步骤4：点击保存按钮保存天线阵。练习：新建一个4阵元天线阵，第一对天线间隔为0.7倍的波长，第二对天线间隔为2.1倍的波长，天线馈电方式为左右天线等幅反相馈电，并保存该天线阵。2）SBO、CSB方向图及DDM曲线步骤1：从ATOLL软件主菜单天线阵选择框中选中任意天线类型，如THOMSON13single.步骤2：打开ATOLL软件下部的“Orbit”面板，并进行参数设置，如图1-1所示。16图1-1Orbit参数设置面板步骤3：在ATOLL软件右部

3、的“Parameter”面板中选中“CSB-field”，如图1-2所示。点击“Orbit”面板上的START按钮，即可画出CSB辐射场方向图。若要画出SBO辐射场方向图，选中“SBO-field”并点击START按钮即可。若要画出DDM曲线，选中“SBO-field”并点击START按钮即可。若要查看BBP，选中“BBP”并点击START按钮即可。图1-2Parameter选择面板2.2天线阵1）已知一间距为2d的两单元天线阵，这两个天线阵等幅反相馈电，若使天线方向图在40度方向有最大的辐射场强，试计算天线间距2d，并利用ATOLL软件画出天线方向图。（）2）已知一四元天

4、线阵的方向图为计算馈电幅度比，使天线方向图在12.6度方位有最大值0dB，在31度方位有最小值10.2dB，并利用ATOLL软件验证结果。3）CSB信号辐射场方向图l选择“Newarray”l天线数设为2，选择为“Single”16l天线间距设为lOrbit设为10000米，方位设置从到l画出CSB信号辐射场方向图4）SBO信号辐射场方向图l选择“Newarray”l天线数设为2，选择为“Single”l天线间距设为lOrbit设为10000米，方位设置从到l画出SBO信号辐射场方向图5）天线方向图和DDM与SDM之间的关系（DDM/SDM）l重复3)，4)操作，画出二单元

5、天线阵的SBO信号和CSB信号辐射场l把CSB信号分别降低为-10dB，-14dB和-22dB，确定逆工作区域和过调制工作区。l为使CSB信号和SBO信号辐射场满足ICAO要求的DDM和SDM指标，需要增加天线单元。设天线单元为4个，各天线的馈电幅度和相位如表1-1所示表1-14元天线馈电值l利用ATOLL软件画出该4元天线阵的方向图。确定逆工作区域和过调工作区。l画出DDM曲线，并判断该4元天线阵构成的航向信标是否满足ICAO要求。2.3天线方向图对DDM的影响1）16设计11个阵元构成的单频航向天线阵（5对，中心位置有1个天线单元）等间距为的11元天线阵，进行以下操作步

6、骤：l从主面板天线选择下拉框中选取“NewArray”l在“NewArray”面板，选择天线类型为：Singlefrequency。天线数目：11l在“AntennaSettings”面板选择天线阵《NormarcLPDA》,间距：“Equi-Spacing”。l点击“Antennafeedings”，在“NewArray”—Tchebychevfeeding框中，输入天线数，选副瓣电平为-30dB，用来计算chebychev加权值。l选择“CSBCrs”面板，点击“Compute”按钮，计算出Tchebychev方法得到的馈电值。l选择“SBOCrs”面板，点击“Comp

7、ute”按钮，计算出Tchebychev方法得到的新的馈电值。l点击“ComputeSBOlevel”按钮，使得航道扇区边界处DDM=150uAl保存天线l回到主面板，选择CSB和SBO辐射方向图，距离设为10000米，方位角设为回答以下问题：第二旁瓣抑制电平为：5度方位的辐射场为：选择DDM/SDM,并记录结果。2）DDM覆盖，进行以下操作步骤l点击“Antennas”再一次打开天线面板l在“AntennaFeedings/SBOCrsset”中，设置Rigth<->LeftEdition处于ON状态。目的是使天