一种七阵元抗干扰北斗卫星导航系统技术方案

本发明专利技术公开了一种七阵元抗干扰北斗卫星导航系统，包括天线阵列和卫星信号接收机；卫星信号接收机包括接收机壳体，于接收机壳体的上端和下端分别卡紧有接收机上盖板和接收机下盖板；于接收机壳体内卡紧有抗干扰单元、接收机单元和电源单元；于接收机壳体侧壁内用螺纹旋接有射频接头，于射频接头的一端固定有射频连接线；于接收机壳体内固定有导航解算模块和时钟管理模块；天线阵列包括安装架，于安装架下部中间位置固定有本振模块和电源模块；安装架的下部固定有射频通道电路；于安装架的上部固定有天线；于安装架的顶部固定有天线罩；于安装架的下部外壁上固定有SMP连接器，射频通道电路包括GNSS射频模块和7个BD2射频模块。

A seven element anti-jamming Beidou satellite navigation system

【技术实现步骤摘要】
一种七阵元抗干扰北斗卫星导航系统
本专利技术涉及导航
，具体涉及一种七阵元抗干扰北斗卫星导航系统。
技术介绍
常见的基于天线阵列的抗干扰技术包括基于空域滤波的自适应调零技术、空时联合自适应滤波技术、数字多波束技术等。自适应调零技术一般采用功率倒置算法，通过在干扰方向形成空间零陷，抑制干扰对卫星接收机的影响。该技术算法简单。技术成熟，最先在工程中得到应用。该技术的缺点是空间零陷在抑制干扰的同时，影响零陷方向卫星信号的正常接收，且抗干扰个数受阵元个数限制，最大抗干扰个数为阵元个数减1。空时联合自适应滤波是国内的一个研究热点。数字多波束技术是相空阵列雷达领域的一个重要分支，技术相对成熟，需要结合卫星接收机的应用情况进行适应性改进。该技术近两年得到快速发展，技术核心已经突破，性能优势正逐步得到体现。由于卫星信号往往深埋于噪声信号与干扰信号中，不易得到阵元接收信号的最佳加权。采用波束空间处理方式可从多波束中选择信号最强的几个，以符合质量要求。在满足阵列接收效果的前提下，可减少运算量和降低系统复杂度。数字波束技术抗干能力与天线阵元数有关，天线阵元数越多，抗干扰能力越强，但实际工程实现受天线结构尺寸要求限制，天线阵元数有限。数字波束技术抗干扰能力还受信号幅相一致性、信号采样精度、信道处理误差等诸多方面的影响，工程设计时需要对上述因素严格控制。数字波束技术算法复杂，运算量大，工程实现时需要优化算法并采取特殊的措施。对于每一个波束通道，现在应用较为广泛的是空域滤波技术。但是该技术存在一系列不足，如对信号源附近干扰抑制能力弱、抗相干干扰和多径干扰能力弱等。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种七阵元抗干扰北斗卫星导航系统，用以解决现有导向系统抗干扰能力弱的问题。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种七阵元抗干扰北斗卫星导航系统，包括天线阵列和卫星信号接收机；卫星信号接收机包括接收机壳体，于接收机壳体的上端和下端分别卡紧有接收机上盖板和接收机下盖板；于接收机壳体内卡紧有抗干扰单元、接收机单元和电源单元；于接收机壳体侧壁内用螺纹旋接有射频接头，于射频接头的伸入到接收机壳体内的一端固定有射频连接线；于接收机壳体内固定有导航解算模块和时钟管理模块；天线阵列包括安装架，于安装架下部中间位置固定有本振模块和电源模块；安装架的下部固定有射频通道电路；于安装架的上部固定有天线；于安装架的顶部固定有天线罩；于安装架的下部外壁上固定有SMP连接器，射频通道电路包括GNSS射频模块和7个BD2射频模块。优选的，导航解算模块用于对接收到的基带信号、GPS和GLONASS射频信号进行处理，且根据处理结果输出导航信息；导航解算模块包括FPGA芯片XC6SLX150-2-FGG484I，于FPGA芯片XC6SLX150-2-FGG484I上电连接有双路ADC、SDRAM、ARM、LPDDR、接口芯片和单路ADC；且通过双路ADC电连接有分路器。优选的，所述电源模块采用隔离电源模块采用V24C12C100BL将输入的28V电源转换为12V输出为各单元供电；V24C12C100BL将外部电源和内部各单元隔离。优选的，所述BD2抗干扰模块包括15dB可调衰减器、芯片AD9269和FPGA芯片XC5VSX95T；其中两个15dB可调衰减器的输出端电连接到一个芯片AD9269的输入端；芯片AD9269的输出端电连接到芯片XC5VSX95T的输入端；所述ARM芯片型号是LPC3250定点数字信号处理器；所述芯片XC5VSX95T和芯片XC6SLX150-2-FGG484I分开单独进行配置；芯片XC5VSX95T采用两片32Mbits的PROM进行配；芯片XC6SLX150-2-FGG484I通过FLASH芯片W25Q64BV以SPI的方式进行配置，存储空间为64Mbits；接口芯片是带隔离功能的标准RS422串行口，其采用芯片型号IL422-3V。优选的，时钟管理模块包括第一分路器，晶振信号输入第一分路器后分别输出第一晶振信号和第二晶振信号；第一晶振信号依次经过第一LC滤波电路、同轴电缆、第二LC滤波电路输入到第二分路器，经过第二分路器分别输出第三晶振信号和第四晶振信号；所述第三晶振信号经过衰减器输送到BD2抗干扰模块；第四晶振信输送到比较器；时钟管理模块采用CFPT-9000系列的20MHz晶振，频稳为10-8；20MHz晶振经过分路器分路后一路晶振信号被发送到本振芯片，另一路晶振信号经过LC滤波、放大和分路后发送到抗干扰单元本振芯片。优选的，通道电路采用数字前端信号无失真设计和射频通道间高隔离度设计使得射频通道具有高线性度以满足自适应调零算法要求；对每一射频通道单独封腔的来确保通道之间的高隔离度。优选的，天线包括7个BD2天线和1个GG天线，且均采用双馈点馈电方式；其中一个BD2天线固定于天线本体的中心位置其坐标是(0，0)；6个BD2天线分布于中间BD2天线的周侧，对应坐标分别是(-74，40)、(-74，-40)、(0，-74)、(74，-40)、(74，40)、(0，74)；GG天线固定于天线本体的左上角，坐标是(-80，-80)；处于中间的BD2天线是1号线；处于左上角的BD2天线是2号线，按顺时针顺序其余BD2天线依次是3号线至7号线；1号中心天线距离左右两个BD2天线的距离为74mm，距离其他4个BD2的距离为84mm；2号到7号相邻两个B3天线间的距离依次为：80mm、81.4mm、80mm、81.4mm和81.4mm；7个BD2天线和1个GG天线的厚度均为5mm；BD2天线介电常数为10.2；GG天线介电常数为12.5；BD2天线尺寸为43mm×43mm；GG天线尺寸为32mm×32mm；天线罩采用介电常数为4.6的玻璃钢制成；所述天线罩的长宽尺寸为260mm×260mm；天线的正上方194mm×194mm范围内天线罩的厚度为3mm，处于内腔外侧的天线罩的厚度是6mm。优选的，本振模块包括本振芯片ADF4360-6，且采用单片机NC100对本振芯片ADF4360-6进行配置输出频率为1198MHz的本振信号；本振信号之后经放大和两级分路后输出强度为1.5dBm的信号至各BD射频单元；还包括芯片LT1963，芯片LT1963将5V转成3.3V/1.5A供ADF4360和NC100。优选的，电源模块包括LTM4602电源芯片，LTM4602电源芯片将输入的12V转5V/5A供给射频通道电路和本振模块。优选的，所述GNSS射频模块接收天线发送的1路GNSS信号，且进行滤波和放大以保证GNSS射频模块的增益达到系统接收要求；所述BD2射频模块，所述射频通道电路接收天线发送的BD2信号，对7路BD2信号进行放大、滤波、下变频处理后中频输出。本专利技术具有如下优点：(1)本专利技术综合采用基于自适应空时联合滤波的数字波束形成以及惯性辅助深组合技术构造了一种七阵元抗干扰北斗卫星导航系统，具备抗多目标压制式干扰能力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种七阵元抗干扰北斗卫星导航系统，其特征在于，包括天线阵列和卫星信号接收机；/n卫星信号接收机包括接收机壳体(6)，于接收机壳体(6)的上端和下端分别卡紧有接收机上盖板(8)和接收机下盖板(5)；于接收机壳体(6)内卡紧有抗干扰单元(7)、接收机单元(4)和电源单元(3)；于接收机壳体(6)侧壁内用螺纹旋接有射频接头(1)，于射频接头(1)的伸入到接收机壳体(6)内的一端固定有射频连接线(2)；于接收机壳体(6)内固定有导航解算模块和时钟管理模块；/n天线阵列包括安装架，于安装架下部中间位置固定有本振模块和电源模块；安装架的下部固定有射频通道电路；于安装架的上部固定有天线；于安装架的顶部固定有天线罩；于安装架的下部外壁上固定有SMP连接器，射频通道电路包括GNSS射频模块和7个BD2射频模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种七阵元抗干扰北斗卫星导航系统，其特征在于，包括天线阵列和卫星信号接收机；
卫星信号接收机包括接收机壳体(6)，于接收机壳体(6)的上端和下端分别卡紧有接收机上盖板(8)和接收机下盖板(5)；于接收机壳体(6)内卡紧有抗干扰单元(7)、接收机单元(4)和电源单元(3)；于接收机壳体(6)侧壁内用螺纹旋接有射频接头(1)，于射频接头(1)的伸入到接收机壳体(6)内的一端固定有射频连接线(2)；于接收机壳体(6)内固定有导航解算模块和时钟管理模块；
天线阵列包括安装架，于安装架下部中间位置固定有本振模块和电源模块；安装架的下部固定有射频通道电路；于安装架的上部固定有天线；于安装架的顶部固定有天线罩；于安装架的下部外壁上固定有SMP连接器，射频通道电路包括GNSS射频模块和7个BD2射频模块。


2.根据权利要求1所述的七阵元抗干扰北斗卫星导航系统，其特征在于，导航解算模块用于对接收到的基带信号、GPS和GLONASS射频信号进行处理，且根据处理结果输出导航信息；
导航解算模块包括FPGA芯片XC6SLX150-2-FGG484I，于FPGA芯片XC6SLX150-2-FGG484I上电连接有双路ADC、SDRAM、ARM、LPDDR、接口芯片和单路ADC；且通过双路ADC电连接有分路器。


3.根据权利要求2所述的七阵元抗干扰北斗卫星导航系统，其特征在于，电源模块采用隔离电源模块采用V24C12C100BL将输入的28V电源转换为12V输出为各单元供电；V24C12C100BL将外部电源和内部各单元隔离。


4.根据权利要求3所述的七阵元抗干扰北斗卫星导航系统，其特征在于，BD2抗干扰模块包括15dB可调衰减器、芯片AD9269和FPGA芯片XC5VSX95T；其中两个15dB可调衰减器的输出端电连接到一个芯片AD9269的输入端；芯片AD9269的输出端电连接到芯片XC5VSX95T的输入端；
所述ARM芯片型号是LPC3250定点数字信号处理器；所述芯片XC5VSX95T和芯片XC6SLX150-2-FGG484I分开单独进行配置；芯片XC5VSX95T采用两片32Mbits的PROM进行配；芯片XC6SLX150-2-FGG484I通过FLASH芯片W25Q64BV以SPI的方式进行配置，存储空间为64Mbits；接口芯片是带隔离功能的标...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾平华，
申请(专利权)人：北京国科导通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11