一种双线性极化天线的卫星信号捕获系统及捕获方法技术方案

本发明专利技术提供了一种双线性极化天线的卫星信号捕获系统及捕获方法，其中，所述系统包括：天线模块，所述天线模块用于辐射和接收电磁波信号，所述天线模块包括垂直极化天线和水平极化天线，及所述垂直极化天线对应的第一带通滤波器和水平极化天线对应的第二带通滤波器；射频模块，所述射频模块用于生成中频信号，所述基带信号处理模块，用于根据所述中频信号生成数字信号，并将所述数字信号解析为导航信号；其中，所述天线模块与所述射频模块相连接，所述射频模块与所述基带信号处理模块相连接。能够有效改善单路信号信噪比，提高接收机捕获信号速率，实现快速定位。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于卫星通信
，尤其是涉及一种双线性极化天线的卫星信号捕获系统及捕获方法。
技术介绍
卫星导航定位系统是一种由导航卫星、地面站以及定位设备所组成的成套装备系统，它用于完成卫星导航定位任务。为了发展独立、高灵活性、低成本的区域性卫星导航定位系统，目前，提出了一种基于通信卫星的卫星导航定位系统(简称CAPS系统)，它采用在轨的对地同步轨道(GEO)卫星、倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星作为导航卫星，地面导航站采用高精度原子钟，产生测距码、导航电文和时间信息，通过地面导航站发射上行，经卫星转发器透明转发后广播下行。CAPS系统采用的是二相相移键控(BinaryPhaseShiftKeying,BPSK)调制直序扩频信号(DirectSequenceSpreadSpectrum,DSSS)，利用C波段的载波完成信号调制。接收机通过对卫星转发的导航信号的捕获、解码以实现精密定位、授时和测速。系统中，下行信号的极化方式由卫星转发器天线的极化方式所决定。由于不同卫星转发器的极化方式不同(垂直线极化或水平线极化)，如果接收机采用圆极化天线以实现对不同极化方式导航信号的接收，会引起相应的极化损耗。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种双线性极化天线的卫星信号捕获系统及捕获方法，以解决接收机极化天线损耗的技术问题。第一方面，本专利技术实施例提供了双线性极化天线的卫星信号捕获系统，所述系统包括：天线模块，所述天线模块用于辐射和接收电磁波信号，所述天线模块包括垂直极化天线和水平极化天线，及所述垂直极化天线对应的第一带通滤波器和水平极化天线对应的第二带通滤波器；射频模块，所述射频模块用于生成中频信号，所述射频模块包括对应垂直极化天线的第一射频模块和对应水平极化天线的第二射频模块，所述第一模块的第一频率合成器与第二模块的第二频率合成器共用一个参考晶振；所述基带信号处理模块，用于根据所述中频信号生成数字信号，并将所述数字信号解析为导航信号；其中，所述天线模块与所述射频模块相连接，所述射频模块与所述基带信号处理模块相连接。进一步的，所述第一射频模块，还包括：第一混频器、第一增益放大器和第一中频放大器；所述第二射频模块，还包括：第二混频器、第二增益放大器和第二中频放大器；所述第一增益放大器用于放大本振频率幅度，所述第一混频器用于将滤波后的导航信号频率减去本振频率，得到第一中频信号，所述第一中频放大器用于放大第一中频信号；所述第二增益放大器用于放大本振频率幅度，所述第二混频器用于将滤波后的导航信号频率减去本振频率，得到第二中频信号，所述第一中频放大器用于放大第一中频信号。进一步的，所述基带信号处理模块包括：数据采集卡和软件定义无线电接收机；所述数据采集卡用于采集放大后的中频信号；所述软件定义无线电接收机用于对中频信号进行捕获。进一步的，所述垂直极化天线和水平极化天线覆盖范围为方位0°～360°，天顶角为20°～58°。进一步的，所述第一射频单元与第二射频单元的增益为25dB，噪声系数1.2dB，输入阻抗匹配为50，隔离度25dB。第二方面，本专利技术实施例提供了一种基于双线性极化天线的卫星信号的捕获方法，所述方法基于上述实施例提供的任一所述双线性极化天线的卫星信号捕获系统实现，所述方法包括：通过垂直极化天线接收卫星发送的第一导航信号，通过水平极化天线接收卫星发送的第二导航信号；对第一导航信号和第二导航信号分别利用并行码相位搜索捕获算法捕获频率；当只有第一导航信号或第二导航信号实现捕获时，输出第一导航信号或第二导航信号捕获结果；在第一导航信号和第二导航信号均实现捕获时，计算用于最大比合并的最佳权值，并按照最大比合并实现信号的合并；利用并行码相位搜索捕获算法对合成信号进行捕获，输出合成信号的捕获结果。本专利技术实施例提供的基于双线性极化天线的卫星信号的捕获系统及捕获方法，通过设置垂直极化天线和水平极化天线，及垂直极化天线和水平极化天线对应的接收电路，能够有效改善单路信号信噪比，提高接收机捕获信号速率，实现快速定位。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术第一实施例提供的双线性极化天线的卫星信号捕获系统的结构示意图；图2是本专利技术第二实施例提供的双线性极化天线的卫星信号捕获方法的流程示意图；图3是本专利技术第二实施例提供的双线性极化天线的卫星信号捕获方法的过程示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一图1是本专利技术第一实施例提供的双线性极化天线的卫星信号捕获系统的结构示意图。参见图1，所述双线性极化天线的卫星信号捕获系统，包括：天线模块，所述天线模块用于辐射和接收电磁波信号，所述天线模块包括垂直极化天线和水平极化天线，及所述垂直极化天线对应的第一带通滤波器和水平极化天线对应的第二带通滤波器；射频模块，所述射频模块用于生成中频信号，所述射频模块包括对应垂直极化天线的第一射频模块和对应水平极化天线的第二射频模块，所述第一模块的第一频率合成器与第二模块的第二频率合成器共用一个参考晶振；所述基带信号处理模块，用于根据所述中频信号生成数字信号，并将所述数字信号解析为导航信号；其中，所述天线模块与所述射频模块相连接，所述射频模块与所述基带信号处理模块相连接。在卫星导航系统中，包括：地面的导航中心站、导航卫星以及接收终端。其中，所述的导航卫星为位于赤道上空的同步通信卫星，所述同步通信卫星至少有四颗，本实施例中包括第一卫星1、第二卫星2、第三卫星3以及第四卫星4，每颗卫星上都设有一个或多个卫星转发器；导航中心站5将带有调制相同测距码的可跳变导航频点的导航信号发送至所述卫星1、2、3、4，由所述卫星1、2、3、4中的卫星转发器实现所述导航信号的转发。接收终端设有双线性极化天线，并通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双线性极化天线的卫星信号捕获系统，其特征在于，包括：天线模块，所述天线模块用于辐射和接收电磁波信号，所述天线模块包括垂直极化天线和水平极化天线，及所述垂直极化天线对应的第一带通滤波器和水平极化天线对应的第二带通滤波器；射频模块，所述射频模块用于生成中频信号，所述射频模块包括对应垂直极化天线的第一射频模块和对应水平极化天线的第二射频模块，所述第一模块的第一频率合成器与第二模块的第二频率合成器共用一个参考晶振；所述基带信号处理模块，用于根据所述中频信号生成数字信号，并将所述数字信号解析为导航信号；其中，所述天线模块与所述射频模块相连接，所述射频模块与所述基带信号处理模块相连接。

【技术特征摘要】
1.一种双线性极化天线的卫星信号捕获系统，其特征在于，包括：
天线模块，所述天线模块用于辐射和接收电磁波信号，所述天线模块包
括垂直极化天线和水平极化天线，及所述垂直极化天线对应的第一带通滤波
器和水平极化天线对应的第二带通滤波器；
射频模块，所述射频模块用于生成中频信号，所述射频模块包括对应垂
直极化天线的第一射频模块和对应水平极化天线的第二射频模块，所述第一
模块的第一频率合成器与第二模块的第二频率合成器共用一个参考晶振；
所述基带信号处理模块，用于根据所述中频信号生成数字信号，并将所
述数字信号解析为导航信号；
其中，所述天线模块与所述射频模块相连接，所述射频模块与所述基带
信号处理模块相连接。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一射频模块，还
包括：第一混频器、第一增益放大器和第一中频放大器；
所述第二射频模块，还包括：第二混频器、第二增益放大器和第二中频
放大器；
所述第一增益放大器用于放大本振频率幅度，所述第一混频器用于将滤
波后的导航信号频率减去本振频率，得到第一中频信号，所述第一中频放大
器用于放大第一中频信号；
所述第二增益放大器用于放大本振频率幅度，所述第二混频器用于将滤
波后的导航信号频率减去本振频率，得到第二中频信号，所述第一中频放大
器用于放大第一中频信号。
3....

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓岚，马冠一，万庆涛，范江涛，李婧华，张杰，
申请(专利权)人：天津凯普卫星导航通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12