(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111494587.2 (22)申请日 2021.12.08 (71)申请人 中国人民解 放军空军工程大 学 地址 710051 陕西省西安市长乐 东路甲字1 号空军工程大 学 (72)发明人 杨宾锋　李博　向枫桦　郭娇娇　 (51)Int.Cl. G01S 3/14(2006.01) G01S 3/04(2006.01) G01C 21/24(2006.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 基于相位式旋转磁信标测向系统的信源结 构设计方法 (57)摘要 基于相位式旋转磁信标测向系统的信源结 构设计方法： 将旋转永磁体的磁场分解到X、 Y、 Z 三轴方向上， X轴垂直于纸面指向前， Y轴指向右， Z轴指向上， 每个方向上的磁场分量均能用正弦 函数表示； 利用旋转永磁体自身磁性大小、 旋转 速度、 旋转初始角度的不同， 产生幅值、 初相位、 频率各不相同的低频磁信号， 这些信号在若干永 磁体组成的阵列外侧进行合 成； 由若干永磁体组 成的结构合成的磁信号具有特征性强的相位信 息。 本发明将不同旋转初始角度和不同旋转速度 下的永磁体所产生的具有不同相位不同幅值的 磁信号进行合成， 从而 得到满足测向方法的特殊 信号， 这样 的结构简单， 成本低， 尺寸可控， 损耗 小， 大大推进了基于相位式旋转磁信标测向系统 的研究。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 114185000 A 2022.03.15 CN 114185000 A 1.基于相位式旋转磁信标测向系统的信源结构设计方法， 其特征在于， 将旋转永磁体 的磁场分解到X、 Y、 Z三轴方向上， 其中X轴垂直于纸面指向前， Y轴指向右， Z轴指向上， 每个 方向上的磁场分量均能够用正弦函数表示； 利用旋转永磁体自身磁性大小、 旋转速度、 旋转 初始角度的不同， 产生幅值、 初相位、 频率各不相同的低频磁信号， 这些低频磁信号在若干 永磁体组成的阵列外侧进行合成； 从而， 由若干永磁体组成的结构合成的磁信号具有特征 性强的相位信息 。 2.一种基于相位式双旋转永磁体信标测向系统的信源结构设计方法， 其特征在于， 所 述永磁体线性对称， 两个永磁体采用的磁性材料一致， 形状均选择用长方体， 两个永磁体大 小、 磁矩一致； 两个永磁体的中心分布在Y轴上， 且关于原点O对称， 保持一定间距， 其中d11、 d12分别为第I永磁体和第II永磁体到原点O的距离， 两个永磁体的A面垂直于Z轴， B面垂直于 X轴， C面垂直于Y轴， 磁矩m均在XOY平 面内， 规定两个永磁体在旋转之前磁矩都指向Y轴正方 向， 旋转过程中， 永磁体在XOY面内以永磁体中心为旋转中心顺时针水平转动， 并且磁矩正 向与Y轴正向夹角为旋转角度 旋转初始角度 为0； 在永磁体进行旋转的过程中具体需要 调整的参数有 永磁体的旋转速度和旋转初始角度。 3.如权利要求2所述的基于相位式双旋转永磁体信标测向系统的信源结构设计方法， 其特征在于， 调整情况如下： 固定Y轴正轴上的第一永磁体旋转频率为 160Hz， 人为控制负轴 上的第二永磁体旋转频率分别为40Hz、 80Hz、 160Hz， 优选值为80Hz； 固定Y轴负轴上第一永 磁体的旋转初始角度 调整正轴上的第二永磁体旋转初始角 分别为 πrad， 优选值 为 4.如权利要求2所述的基于相位式双旋转永磁体信标测向系统的信源结构设计方法， 其特征在于， d11＝d12＝150m。 5.一种基于相位式三旋转永磁体信标测向系统的信源结构设计方法， 其特征在于， 所 述永磁体的布置方式为正三角形结构， 三个永磁体采用的磁性材料一致， 形状均选择用长 方体型， 三个永磁体大小、 磁矩 一致； 三个永磁体中， 第I永磁体和第II永磁体 分布在Y轴上， 且关于原点O对称， 第III永磁体分布在X轴负半轴上， 其中第I、 第II、 第III永磁体与原点O 的距离分别为d21， d22， d23， 三个永磁体的A面垂直于Z轴， B面垂直于X轴， C面垂直于Y轴， 磁矩 m均在XOY平面内， 规定三个永磁体在旋转之前的磁矩都指向Y轴正方向， 旋转过程中， 永磁 体在XOY面内以永磁体中心 为旋转中心 顺时针水平转动， 并且磁矩 正向与Y轴正向夹角为旋 转角度 旋转初始角度 为0； 在双永磁体型磁信标结构的研究基础上， 初步设定ω22＝ ω23＝2ω21， 其中ω21、 ω22、 ω23分别为第一、 第二、 第三永磁体的旋转速度； 在永磁体的旋 转过程中具体需要调整的 的参数为永磁 体的旋转初始角。 6.如权利要求5所述的基于相位式三旋转永磁体信标测向系统的信源结构设计方法， 其特征在 于， 调整情况如下： 设 分别表示第I、 第II、 第III永磁的旋转初始角 度， 首先固定 调整旋转初始角 分别为 优选值为 再固定 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114185000 A 2调整旋转初始角 分别为 优选值为 7.如权利要求5所述的基于相位式三旋转永磁体信标测向系统的信源结构设计方法， 其特征在于， d21＝d22＝150m， 8.一种基于相位式四旋转永磁体信标测向系统的信源结构设计方法， 其特征在于， 所 述永磁体的布置方式为正方形结构， 四个永磁体采用的磁性材料一致， 形状均选择用长方 体型， 四个永磁体大小、 磁矩一致； 四个永磁体对称分布在四个象限中， 可以理解为， 四个永 磁体的中心分别位于一个正方形的四个顶点， 该正方形的中心与 原点O重合， 该正方形的各 边分别与X轴、 Y轴平行； d31、 d32、 d33、 d34分别表示第1、 第2、 第3、 第4永磁体距离X轴的距离； 四 个永磁体的A面垂 直于Z轴， B面垂直于X轴， C面垂直于Y轴， 磁矩m均在XOY平 面内， 且指向Y轴 正方向， 旋转过程中， 永磁体在XOY面内以永磁体中心为旋转中心顺时针水平转动， 并且磁 矩正向与Y轴正向夹角为旋转角度 旋转初始角度 为0； 在双永磁体和三永磁体的研究基 础上， 初步设定ω33＝ω34＝2ω31＝2ω32， 其中ω31、 ω32、 ω33、 ω34分别为第1、 第 2、 第3、 第4 永磁体的旋转速度； 在永磁 体的旋转过程中具体需要调整的参数为永磁 体的旋转初始角。 9.如权利要求8所述的基于相位式四旋转永磁体信标测向系统的信源结构设计方法， 其特征在于， 调整情况如下： 设 分别表示第1、 第2、 第3、 第4永磁体的旋 转 初 始 角 度 ， 首 先 固 定 调 整 旋 转 初 始 角 分 别 为 优选值 再固定 调整旋转初始角 分别为 优 选 值 为 最 终 得 到 的 优 选 值 为 10.如权利要求8所述的基于相位式四旋转永磁体信标测向系统 的信源结构设计方法， 其特征在于， d31＝d32＝d33＝d34＝150m。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114185000 A 3