L波段SAR卫星导航接收机抗同频干扰的设计方法技术

本发明专利技术提供了一种L波段SAR卫星导航接收机抗同频干扰的设计方法，其通过在导航接收机增加一个随SAR脉冲信号联动工作的电子的微波开关来抑制同频干扰，所述微波开关主要用于隔断脉冲功率超过一千瓦的SAR载荷在导航接收机频点产生的同频干扰信号，所述微波开关的通断都由SAR分系统产生的定时信号进行控制，相对于SAR分系统发射、接收的PRF信号，所述定时信号进行展宽，所述微波开关集成内置在导航接收机内。本发明专利技术从根本上解决了L波段SAR卫星SAR载荷与全球卫星导航系统的同频干扰问题，使得SAR载荷的设计更加自由，同时确保了导航精度，事后处理相对更为简单。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及宇航飞行器领域，具体地，涉及一种L波段SAR卫星导航接收机抗同频干扰的设计方法。
技术介绍
频率选取是SAR(合成孔径雷达)卫星设计的一个关键参数，考虑到大气电磁传输效应，目前国内外SAR卫星主要采用L、S、C、X、Ku五种频段。其中，由于L频段相对于其他四种频段，有更小的时间、空间去除相关效应，为了保证干涉图像的相关性，提升处理精度，使得L频段成为开展高程测绘、差分形变测量应用需求的分布式SAR卫星系统的首选频段。但不幸的是，按照国际电联规定，在L频段划分给卫星有源探测的频率范围只有1215-1300MHz之间的85MHz，该频率范围同时也划分给了卫星无线电导航，其中GPS(全球定位系统)的工作频点为L1(1575.42MHz)、L2(1227.60MHz)，信号带宽为2MHz(C/A码)/20MHz(P码)，BD2(北斗二号卫星导航系统)的三个工作频点分别为B1(1561.09MHz)、B2(1207.14MHz)、B3(1268.00MHz)，且按照根据国际电联无线电规则脚注5.332的规定，在1215-1300MHz频段，卫星地球探测的有源载荷不应对无线电定位、卫星无线电导航以及其他主要划分业务产生有害干扰，也不得提出寻求保护的要求，这使得高功率发射的星载L波段SAR卫星与装载在星上的高灵敏接收的导航接收机工作频带接近乃至重叠，存在同频干扰可能。干扰的量级是研究此同频干扰的前提，以典型SAR载荷参数、天线参数、布局关系分析计算，L波段SAR载荷对导航接收机的同频干扰量级典型值为-10dBm～0dBm量级，该干扰功率电平虽然不至于将导航接收机前端的低噪声放大器烧毁(经查阅，典型烧毁电平为+15dBm量级)，但远远超过了低噪声放大器的饱和电平(典型值为-43dBm)，不可避免地造成接收载噪比的损失。以中心频率1.3GHz、带宽85MHz、占空比16％作为SAR干扰信号参数，通过实物验证发现，GPS-L1(全球定位系统的L1频点)受干扰的临界电平约为-30dBm，GPS-L2(全球定位系统的L2频点)受干扰的临界电平约为-60dBm，可见，如果任由干扰信号进入导航接收通道，接收机的性能将出现大幅下降，甚至不能工作。为了避免此类同频干扰，通常的做法有两个：一、在SAR大功率工作前，提前将导航接收机关机，SAR工作完成后再开机工作；二、SAR大功率工作期间导航接收机正常开机，在事后数据处理时将SAR开机期间的导航数据予以剔除处理。两个措施均没有从根本上解决同频干扰问题，同时还带来系统设计、事后处理上额外的困难。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种L波段SAR卫星导航接收机抗同频干扰的设计方法，其从根本上解决了L波段SAR卫星SAR载荷与全球卫星导航系统的同频干扰问题，使得SAR载荷的设计更加自由，同时确保了导航精度，事后处理相对更为简单。根据本专利技术的一个方面，提供一种L波段SAR卫星导航接收机抗同频干扰的设计方法，其特征在于，其通过在导航接收机增加一个随SAR脉冲信号联动工作的电子的微波开关来抑制同频干扰。优选地，所述微波开关主要用于隔断脉冲功率超过一千瓦的SAR载荷在导航接收机频点产生的同频干扰信号。优选地，所述微波开关的通断都由SAR分系统产生的定时信号进行控制，相对于SAR分系统发射、接收的PRF信号，所述定时信号进行展宽。优选地，所述微波开关集成内置在导航接收机内。优选地，所述定时器模块位于SAR分系统内，一个导航天线与导航接收机相连，定时信号与控制SAR分系统发射、接收的PRF信号具有固定的关系，SAR分系统发射工作时，定时信号控制微波开关关断，SAR分系统接收工作时，定时信号控制微波开关接通，这样导航天线接收到SAR分系统的同频干扰信号在微波开关处就被有效隔离。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：本专利技术从根本上解决了L波段SAR卫星SAR载荷与全球卫星导航系统的同频干扰问题，使得SAR载荷的设计更加自由，包括发射功率、开机时间、频率选择均可按照任务需求开展设计；确保了导航精度，经分析和试验，加入微波开关抗干扰措施后，导航信号信噪比损失较小，对导航精度影响可以忽略；事后处理相对更为简单，与SAR开机期间关断导航接收机、不采取任何抗干扰措施等其他设计方法，采用本专利技术设计方法得到的导航原始数据质量更高，数据更连续，有利于事后的定轨处理。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术L波段SAR卫星导航接收机抗同频干扰的设计方法的实现原理图。图2为本专利技术控制微波开关通断的定时信号与PRF信号的时序关系图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。如图1所示，本专利技术L波段SAR卫星导航接收机抗同频干扰的设计方法通过在导航接收机3增加一个随SAR(合成孔径雷达)脉冲信号联动工作的电子的微波开关4来抑制同频干扰。所述微波开关4主要用于隔断脉冲功率超过一千瓦的SAR载荷在导航接收机3频点产生的同频干扰信号。所述微波开关4的通断都由SAR分系统1产生的定时信号进行控制，相对于SAR分系统1发射、接收的PRF(脉冲重复频率)信号，所述定时信号进行展宽，微波开关4具有一定的响应时间，为了从根本上杜绝PRF信号进入接收通道，将定时器模块2产生的控制微波开关4的定时信号相对于PRF信号进行适当的展宽，一般而言，1μs的展宽即可满足要求。所述微波开关4集成内置在导航接收机3内，增加的微波开关4以芯片形式集成于导航接收机3内，具体放置于整机前端低噪声放大器前还是放置在各信道前端低噪声放大器前可根据实际任务需求确定。定时器模块2位于SAR分系统1内，一个导航天线5与导航接收机3相连，微波开关4的通断都由SAR分系统1内的定时器模块2控制，定时器模块2产生一路定时信号送至微波开关4，定时信号与控制SAR分系统1发射、接收的PRF信号具有固定的关系，SAR分系统1发射工作时，定时信号控制微波开关4关断，SAR分系统1接收工作时，定时信号控制微波开关4接通，这样导航天线5接收到SAR分系统1的同频干扰信号在微波开关4处就被有效隔离。对微波开关4的控制信号直接由SAR分系统1上用于控制导航天线5脉冲工作的定时器模块2直接产生，即定时器模块2在正常产生控制SAR分系统1发射、接收的PRF等定时信号的基础上，额外产生一路同源的定时信号，有线连接至微波开关4的时序控制接口，需要注意的是，如果微波开关默认为高电平接通，那么还需要将控制微波开关的定时信号相对于PRF定时信号进行取反处理。如图2所示，图2为本专利技术控制微波开关通断的定时信号与PRF信号的时序关系图，在脉冲宽度上，定时信号的脉冲比PRF信号在上升沿和下降沿均展宽了1μs，以确保微波开关4在SAR分系统1信号发射时有足够的关断时间，有效隔离同频干扰。综上所述，本专利技术从根本上解决了L波段SAR卫星SAR载荷与全球卫星导航系统的同频干扰问题，使得SAR载本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种L波段SAR卫星导航接收机抗同频干扰的设计方法，其特征在于，其通过在导航接收机增加一个随SAR脉冲信号联动工作的电子的微波开关来抑制同频干扰。

【技术特征摘要】
1.一种L波段SAR卫星导航接收机抗同频干扰的设计方法，其特征在于，其通过在导航接收机增加一个随SAR脉冲信号联动工作的电子的微波开关来抑制同频干扰。2.根据权利要求1所述的L波段SAR卫星导航接收机抗同频干扰的设计方法，其特征在于，所述微波开关主要用于隔断脉冲功率超过一千瓦的SAR载荷在导航接收机频点产生的同频干扰信号。3.根据权利要求1或权利要求2所述的L波段SAR卫星导航接收机抗同频干扰的设计方法，其特征在于，所述微波开关的通断都由一个SAR分系统产生的定时信号进行控制，相对于SAR分系统发射、接收的PRF信号，...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶兴彬，魏春，路瑞峰，胡星，庄磊，
申请(专利权)人：上海卫星工程研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31