一種混合衛(wèi)星導(dǎo)航抗干擾裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及一種混合衛(wèi)星導(dǎo)航抗干擾裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在全球范圍內(nèi)的部署，兼容多個導(dǎo)航制式的接收機(jī)已然成為時 下研究的熱點(diǎn)；由于到達(dá)用戶終端的衛(wèi)星信號非常微弱，常淹沒于噪聲之下，并容易受到復(fù) 雜的電磁環(huán)境干擾W及人為的干擾，因此兼容多衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的接收機(jī)抗干擾技術(shù)逐步成 為接收機(jī)設(shè)計的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。
[0003] 當(dāng)前衛(wèi)星導(dǎo)航抗干擾技術(shù)?；陉嚵刑炀€抗干擾技術(shù)，又分單維域與多維域之 另IJ ;單維域的陣列天線抗干擾技術(shù)為純空域抗干擾技術(shù)，該技術(shù)僅僅依賴干擾與信號的來 向，當(dāng)干擾來向與衛(wèi)星信號來向空域區(qū)分較大時，空域抗干擾技術(shù)具有良好的性能，否則便 不能做到有效區(qū)分；為此聯(lián)合時域、頻域、極化域的二維聯(lián)合濾波可W有效的彌補(bǔ)單純空域 濾波的不足，在上述的多維域聯(lián)合抗干擾技術(shù)當(dāng)中，空時二維聯(lián)合抗干擾技術(shù)應(yīng)用的較為 廣泛。
[0004] 在空時二維聯(lián)合抗干擾技術(shù)中，常常選用W下兩種約束模式：法向約束抗干擾模 式和無約束抗干擾模式；所述法向約束抗干擾模式：運(yùn)種工作模式將天線陣平面的法線方 向作為天線陣列增益的最大方向，根據(jù)干擾來向自適應(yīng)調(diào)整天線陣零陷位置，自適應(yīng)地抑 制干擾信號，天線陣列在法向約束下的陣列方向圖具有較窄的主瓣和較大的主瓣增益，因 此在接收高仰角衛(wèi)星信號時具有一定優(yōu)勢，但很難收到俯仰角較低的衛(wèi)星信號，致使總收 星數(shù)目下降，尤其當(dāng)天線陣面發(fā)生傾斜時，收星情況會進(jìn)一步惡化，進(jìn)而影響到抗干擾性 能；所述無約束抗干擾模式：運(yùn)種工作模式在保證單個陣元增益為常數(shù)的約束條件下使總 的輸出功率最小卻不至于為零，被約束的天線陣元常被稱為主天線，其余天線被稱為副天 線，其陣列方向圖較法向約束抗干擾模式有主瓣較寬的特點(diǎn)，但陣列法向增益不及法向約 束抗干擾模式，在無約束抗干擾模式，可W收到俯仰角較低的衛(wèi)星信號，在收星數(shù)目上具有 一定優(yōu)勢。 陽〇化]針對于多系統(tǒng)導(dǎo)航抗干擾而言，不論是空時法向約束抗干擾模式還是空時無約束 抗干擾模式都存在一定的技術(shù)缺陷；運(yùn)是由于對多系統(tǒng)導(dǎo)航信號而言，不同導(dǎo)航制式的導(dǎo) 航信號間隔分布于整個信號包絡(luò)之中，而并非像單一系統(tǒng)導(dǎo)航信號那樣位于整個信號包絡(luò) 的中屯、，又傳統(tǒng)的空時濾波技術(shù)由于引入時域?yàn)V波，會在整體濾波輸出頻譜之上產(chǎn)生一定 的陷波頻率點(diǎn)，因此在對多系統(tǒng)使用空時法向約束抗干擾模式時，很難使其時域陷波頻率 點(diǎn)很好地避開有用信號的頻點(diǎn)，如是濾波會對系統(tǒng)收星造成嚴(yán)重的損失；若使混合導(dǎo)航信 號的整體帶寬位于時域?yàn)V波器的主瓣當(dāng)中W避開時域?yàn)V波的頻率陷波，則空時濾波的階數(shù) 則應(yīng)顯著降低來迎合更寬的帶寬，如是會導(dǎo)致空時濾波的頻率分辨力的下降，進(jìn)而影響空 時濾波的性能；又對于空時無約束抗干擾模式而言，雖然在時域陷波程度上不如空時法向 約束抗干擾模式下劇烈，然而其時域?yàn)V波器的線性相位特性與法向約束相比具有些許差 距，再者，由于空時無約束抗干擾模式采用約束主天線增益為常數(shù)的約束條件并使總的輸 出功率最小，因此當(dāng)主天線出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)便無法保證正常的收星工作，將會給系統(tǒng)帶來 顛覆性影響。
[0006] 發(fā)明專利201310275142. 4公開了一種空時自適應(yīng)濾波處理方法，它通過對空時 自適應(yīng)濾波系數(shù)的平滑處理，減少了系數(shù)的波動，使空時濾波器輸出的數(shù)據(jù)更加平穩(wěn)，提高 了系統(tǒng)的可靠性，但對多系統(tǒng)混合衛(wèi)星導(dǎo)航抗干擾的處理不太適用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對上述情況，本實(shí)用新型目的在于提供一種混合衛(wèi)星導(dǎo)航抗干擾裝置，它能在 空時法向約束抗干擾模式下通過對時域?qū)蚴噶考s束的調(diào)整，使得不同制式的導(dǎo)航信號分 別位于空時濾波器的不同主瓣當(dāng)中實(shí)現(xiàn)不損失系統(tǒng)頻率分辨力的情況下兼故多系統(tǒng)導(dǎo)航 抗干擾；并且整體結(jié)構(gòu)科學(xué)合理，安裝和操作方便，制造成本低，無環(huán)境污染，易于普及推廣 使用。
[0008] 為實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，一種混合衛(wèi)星導(dǎo)航抗干擾裝置，它包括順次連接的天線陣列、模 擬下變頻模塊、導(dǎo)航抗干擾模塊和模擬上變頻模塊；所述天線陣列用于將接收到的混合衛(wèi) 星導(dǎo)航信號作低噪聲放大處理后輸送給模擬下變頻模塊作下變頻處理，即將射頻信號變頻 至中頻后輸送到導(dǎo)航抗干擾模塊，所述導(dǎo)航抗干擾模塊對中頻混合導(dǎo)航信號進(jìn)行二維空時 抗干擾濾波處理后傳輸給模擬上變頻模塊作上變頻處理，即將中頻信號變頻至射頻信號輸 出。
[0009] 為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)、效果優(yōu)化，其進(jìn)一步的措施：所述導(dǎo)航抗干擾模塊包括 順次連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、空時自適應(yīng)濾波處理模塊和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊 依照采樣頻率對中頻混合導(dǎo)航信號進(jìn)行模數(shù)A/D采樣分別轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，所述空時自適 應(yīng)濾波處理模塊對數(shù)字信號在空域法向約束條件下將時域?qū)蚴噶考s束為帶寬最寬的導(dǎo) 航信號的載波頻點(diǎn)，并按照選定的空時濾波參數(shù)范圍對數(shù)字信號作二維空時抗干擾濾波處 理，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊將對作二維空時抗干擾濾波后的數(shù)字信號經(jīng)數(shù)模D/A轉(zhuǎn)換為模擬信 號并輸出。
[0010] 所述天線陣列包括四個天線陣元和低噪聲放大器，所述四個天線陣元分別與低噪 聲放大器連接。
[0011] 所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊經(jīng)帶通濾波器與空時自適應(yīng)濾波處理模塊連接用于對轉(zhuǎn)換為 數(shù)字信號的中頻混合導(dǎo)航信號進(jìn)行帶通濾波處理W濾除帶外干擾信號。
[0012] 本實(shí)用新型還提供一種混合衛(wèi)星導(dǎo)航抗干擾方法，它包括W下步驟：
[0013] a.對天線陣列接收的信號作低噪聲放大處理；
[0014] b.對經(jīng)低噪聲放大處理后的接收信號作下變頻處理，將射頻信號變頻至中頻；
[0015] C.依照采樣頻率對中頻混合導(dǎo)航信號進(jìn)行模數(shù)A/D轉(zhuǎn)換采樣，并作帶通濾波處理 W濾除帶外干擾信號；
[0016] d.在空域法向約束條件下對中頻混合導(dǎo)航信號進(jìn)行時域約束，并確定空時濾波參 數(shù)范圍；
[0017] e. W上步驟中的時域約束和空時濾波參數(shù)對中頻混合導(dǎo)航信號作二維空時抗干 擾濾波；
[0018] f.對濾波后的數(shù)據(jù)信號進(jìn)行數(shù)模D/A轉(zhuǎn)換后并輸出；
[0019] g.對模擬信號作上變頻處理轉(zhuǎn)換為射頻信號輸出給導(dǎo)航接收機(jī)。
[0020] 所述步驟C包括對中頻混合導(dǎo)航信號確定不同導(dǎo)航信號的確切頻率范圍W及中 屯、頻點(diǎn)，依據(jù)中屯、頻點(diǎn)確定采樣頻率。
[0021] 所述步驟d中包括將時域?qū)蚴噶考s束為帶寬最寬的導(dǎo)航信號的載波頻點(diǎn)，并確 定空時濾波參數(shù)范圍，即抽頭數(shù)目N與抽頭間延時T的可用范圍，并對空時濾波參數(shù)范圍進(jìn) 行微調(diào)，使得不同頻段的導(dǎo)航信號避開陷波點(diǎn)能都位于空時濾波器主瓣當(dāng)中。
[0022] 所述步驟e中對中頻混合導(dǎo)航信號作二維空時抗干擾濾波后空時濾波器的最終 輸出信號可W表示為：
[0023]
，其中 W表示空時濾波器的權(quán)矢量，X為麗X 1接收數(shù)據(jù)向量，Μ為陣元數(shù)目，N為時域抽頭數(shù)目。
[0024] 本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)所產(chǎn)生的有益效果：
[00巧]I、本實(shí)用新型采用將時域?qū)蚴噶考s束為帶寬最寬的導(dǎo)航信號的載波頻點(diǎn)，并 在空時濾波參數(shù)選定的范圍內(nèi)進(jìn)行微調(diào)，使得不同頻段的導(dǎo)航信號避開陷波點(diǎn)能都位于空 時濾波器主瓣當(dāng)中，可W保障在不損失系統(tǒng)頻率分辨力的情況下而避開空時陷波頻率點(diǎn)， 并兼故多系統(tǒng)衛(wèi)星導(dǎo)航抗干擾處理；
[00%] II、本實(shí)用新型采用將時域?qū)蚴噶考s束為帶寬最寬的導(dǎo)航信號的載波頻點(diǎn)，并 在空時濾波參數(shù)選定的范圍內(nèi)進(jìn)行微調(diào)，使得不同頻段的導(dǎo)航信號避開陷波點(diǎn)能都位于空 時濾波器主瓣當(dāng)中，可有效避免使用無約束抗干擾模式下的導(dǎo)航信號單點(diǎn)失效穩(wěn)定性不足 的問題；
[0027] III、本實(shí)用新型采用將時域?qū)蚴噶考s束為帶寬最寬的導(dǎo)航信號的載波頻點(diǎn)，并 在空時濾波參數(shù)選定的范圍內(nèi)進(jìn)行微調(diào)，使得不同頻段的導(dǎo)航信號避開陷波點(diǎn)能都位于空 時濾波器主瓣當(dāng)中，可使系統(tǒng)濾波輸出信號具有較好的帶內(nèi)平坦度，便于導(dǎo)航接收機(jī)對信 號進(jìn)行解算和分析；
[0028] IV、本實(shí)用新型采用在空時法向約束抗干擾模式下通過對時域?qū)蚴噶考s束的調(diào) 整，使得不同制式的導(dǎo)航信號分別位于空時濾波器的不同主瓣當(dāng)中實(shí)現(xiàn)不損失系統(tǒng)頻率分 辨力的情況下兼故多系統(tǒng)導(dǎo)航抗干擾；并且整體結(jié)構(gòu)科學(xué)合理，安裝和操作方便，制造成本 低，濾波輸出信號平穩(wěn)，提高了系統(tǒng)的可靠性，市場前景廣闊，便于推廣使用。
[0029] 本實(shí)用新型廣泛適用于各種混合衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備配套使用。
[0030] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
【附圖說明】
[0031] 構(gòu)成本申請一部分的附圖用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示 意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。
[0032] 圖1