一种卫星导航抗干扰阵列天线不一致性修正系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种卫星导航抗干扰阵列天线不一致性修正系统及方法，该系统包括天线固定增益射频通道、可变增益放大器、滤波器、中频信号采集与数字信号处理模块和增益控制模块，所述天线、固定增益射频通道、可变增益放大器、滤波器、中频信号采集与数字信号处理模块和增益控制模块依次连接。本发明专利技术能够用于卫星导航共形阵列抗干扰系统、卫星导航异构阵抗干扰系统等的设计中，使通常不能正常发挥抗干扰效果的共形阵列和异构阵列获得良好的抗干扰效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于自适应列天线
，涉及一种卫星导航抗干扰阵列天线不一致性修正系统及方法。
技术介绍
在地面和空中，卫星导航信号非常微弱，不大的同频电磁辐射就能影响卫星导航接收机的接收性能。因此，卫星导航接收机极易受到来自敌方的恶意干扰和其它信号的影响。为了解决卫星导航接收机的干扰问题，采用阵列信号处理消弱干扰信号是采用的主要手段。在通常的卫星导航抗干扰阵列的设计上，天线单独设计，并以接近半个工作波长的距离分布在一个平面导体上。这种方式的天线阵列，其各阵元的方向图基本一致，信号处理时不需要过多的考虑天线方向图图不一致性问题。然而，随着应用需求的新变化，卫星导航抗干扰阵列与载体一体化设计，形成共形阵列。在这种情况下，由于天线单元放置的方向不同，以及载体对各天线影响的不同，引起方向图的畸变，导致天线的方向图出现严重的不一致性。在硬件实现上，天线的不一致性将导致抗干扰处理算法对某些角域入射的干扰信号失去抗干扰的效果。因此，需要采取一定的措施解决天线不一致性带来的不利影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述技术存在的缺陷，提供一种卫星导航抗干扰阵列天线不一致性修正系统及方法，该技术方案能够消除抗干扰阵列天线不一致性问题给信号处理带来的不利影响，改善抗干扰效果。其具体技术方案为：一种卫星导航抗干扰阵列天线不一致性修正系统，包括天线1、固定增益射频通道、可变增益放大器8、滤波器9、中频信号采集与数字信号处理模块10和增益控制模块13，所述天线1、固定增益射频通道、可变增益放大器8、滤波器9、中频信号采集与数字信号处理模块10和增益控制模块13依次连接。优选地，所述固定增益射频通道包括预选滤波器2、固定增益低噪放3、镜频抑制滤波 器4、混频器5、信道选择滤波器6、中频放大器7、本振11和功分器12，所述预选滤波器2、固定增益低噪放3、镜频抑制滤波器4、混频器5、信道选择滤波器6、中频放大器7、本振11和功分器12依次连接。进一步，所述可变增益放大器8为中频可变增益放大器。进一步，所述可变增益放大器8为射频可变增益放大器。一种卫星导航抗干扰阵列天线不一致性修正方法，包括以下步骤：步骤1：选择基带信号幅度最强的一路通道作为参考通道；步骤2：其它通道的基带信号强度与参考通道信号强度相比，并取分贝值；步骤3：对上述分贝值进行离散化，获得各可变增益放大器实际采用的增益；步骤4：通过增益控制模块改变各可变增益放大器的寄存器，完成各可变增益放大器增益的调整。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术能够对由于天线不一致性导致的各通道接收信号幅度不一致进行修正，使抗干扰阵列正常工作。本专利技术的一种卫星导航抗干扰阵列天线不一致性修正技术，能够用于卫星导航共形阵列抗干扰系统、卫星导航异构阵抗干扰系统等的设计中，使通常不能正常发挥抗干扰效果的共形阵列和异构阵列获得良好的抗干扰效果。附图说明图1是本专利技术一种卫星导航抗干扰阵列天线不一致性修正系统的原理图；图2是本专利技术一种卫星导航抗干扰阵列天线不一致性中频修正原理框图；图3是本专利技术一种卫星导航抗干扰阵列天线不一致性射频修正原理框图；图4是三元抗干扰阵列未进行修正时干信比为75dB时抗干扰输出频谱；图5是三元抗干扰阵列采用中频修正时干信比为75dB时抗干扰输出频谱；图6是三元抗干扰阵列采用射频修正时干信比为75dB时抗干扰输出频谱。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术的技术方案作进一步详细地说明。参见图1，一种卫星导航抗干扰阵列天线不一致性修正系统，包括天线1、固定增益射频通道、可变增益放大器8、滤波器9、中频信号采集与数字信号处理模块10和增益控制模 块13，所述天线1、固定增益射频通道、可变增益放大器8、滤波器9、中频信号采集与数字信号处理模块10和增益控制模块13依次连接。图2、图3分别为本专利技术所述卫星导航抗干扰阵列天线不一致性中频修正原理框图和射频修正原理框图。作为抗干扰阵列信号处理系统，图2和图3各自由多个性能相同的信号接收通道构成。两种原理框图中的射频通道都采用了超外差一次下变频结构。在实际应用中，也可以采用其它结构的射频通道，如超外差二次下变频接收机、直接下变频接收机和镜像抑制接收机等。在图2和图3中，固定增益射频通道由预选滤波器2、固定增益低噪放3、镜频抑制滤波器4、混频器5、信道选择滤波器6、中频放大器7、中频滤波器9、本振11和功分器12等构成。图2中的可变增益放大器8为中频可变增益放大器，放在固定增益中频放大器7和中频滤波器9之间。图3中的可变增益放大器8为射频可变增益放大器，放在固定增益低噪放3和镜频抑制滤波器4之间。增益控制模块13控制每个可变增益放大器的增益，将各接收通道中信号较弱的信号进行更大倍数的放大,使得进入中频信号采集与数字信号处理模块10的各路中频信号强度大致相同，一般与参考信道信号强度的差异控制在±1dB。本专利技术的技术方案以各通道基带信号幅度在一定采样时间内的平均值为依据，以第一通道信号幅度平均值为基准，高于它的不做处理，低于它的则增加该通道的增益。可以由两种方式设计可变增益放大器，一种是将该模块设置在中频固定增益模块后，一种是将该模块设置在射频低噪放模块后。可变增益放大器的增益动态范围根据天线阵列中各天线方向图在所关心空域范围上的最大差异确定。所述接收中频信号采集与数字信号处理模块所计算的各通道基带信号的幅度平均值，并根据所述的增益控制策略设定各通道的可变增益放大器的增益。一种卫星导航抗干扰阵列天线不一致性修正方法，包括以下步骤：步骤1：选择基带信号幅度最强的一路通道作为参考通道；步骤2：其它通道的基带信号强度与参考通道信号强度相比，并取分贝值；步骤3：对上述分贝值进行离散化，获得各可变增益放大器实际采用的增益；步骤4：通过增益控制模块改变各可变增益放大器的寄存器，完成各可变增益放大器增益的调整。采用一种单元倾斜放置的三元抗干扰阵列对本专利技术进行验证。由于三个天线单元放置的方向不一样，导致了明显的天线不一致性问题。分别验证了不一致性中频修正和射频修正的效果，抗干扰算法采用了功率倒置算法，干扰信号为连续波干扰信号。图4为未进行修正时 干信比为75dB时抗干扰输出频谱。从图4可以看出，由于没有进行不一致性修正处理，抗干扰处理后没有获得抗干扰效果。图5给出了采用中频修正后抗干扰输出频谱，可以看出，干扰信号被抑制到了接近噪声电平的水平。图6给出了采用射频修正后抗干扰输出频谱，可以看出，干扰信号也被抑制到了接近噪声电平的水平。两种情况下，干扰信号被抑制了50dB左右，抑制后的信号能够进行正常的解算定位。综合以上的分析可见，本专利技术的一种卫星导航抗干扰阵列天线不一致性修正技术，能够对天线的不一致性进行修正，满足卫星导航抗干扰阵列信号处理的需求。实验证明，本专利技术的技术方案能够减小卫星导航抗干扰系统各通道所接收信号的幅度差异，使抗干扰处理获得良好的抗干扰效果。以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，本专利技术的保护范围不限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本专利技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种卫星导航抗干扰阵列天线不一致性修正系统，其特征在于，包括天线(1)、固定增益射频通道、可变增益放大器(8)、滤波器(9)、中频信号采集与数字信号处理模块(10)和增益控制模块(13)，所述天线(1)、固定增益射频通道、可变增益放大器(8)、滤波器(9)、中频信号采集与数字信号处理模块(10)和增益控制模块(13)依次连接。

【技术特征摘要】
1.一种卫星导航抗干扰阵列天线不一致性修正系统，其特征在于，包括天线(1)、固定增益射频通道、可变增益放大器(8)、滤波器(9)、中频信号采集与数字信号处理模块(10)和增益控制模块(13)，所述天线(1)、固定增益射频通道、可变增益放大器(8)、滤波器(9)、中频信号采集与数字信号处理模块(10)和增益控制模块(13)依次连接。2.根据权利要求1所述的卫星导航抗干扰阵列天线不一致性修正系统，其特征在于，所述固定增益射频通道包括预选滤波器(2)、固定增益低噪放(3)、镜频抑制滤波器(4)、混频器(5)、信道选择滤波器(6)、中频放大器(7)、本振(11)和功分器(12)，所述预选滤波器(2)、固定增益低噪放(3)、镜频抑制滤波器(4)、混频器(5)、信道...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄丘林，陈浩，刘振兴，王新怀，史小卫，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，西安中电科西电科大雷达技术协同创新研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61