一种模数混合的多波束卫星导航接收机及其抗干扰方法技术

本发明专利技术涉及一种模数混合的多波束卫星导航接收机及其抗干扰方法，所述方法包括：射频通道接收天线阵列的M路信号并进行射频处理；射频处理后的M路信号经R组件A在模拟部分进行加权合路，输出1路主通道信号；射频处理后的M路信号经R组件B在数字部分对应输出M路辅助通道信号，并经过信号阻塞得到M

【技术实现步骤摘要】
一种模数混合的多波束卫星导航接收机及其抗干扰方法


[0001]本专利技术涉及卫星导航抗干扰
，尤其涉及一种模数混合的多波束卫星导航接收机及其抗干扰方法。

技术介绍

[0002]卫星导航抗干扰技术旨在提升卫星导航接收机在复杂电磁环境下的工作性能，满足武器系统在作战环境下正常工作。卫星导航抗干扰技术，通过在普通接收机前端增加抗干扰天线，形成空域滤波器，对信号进行空域滤波，实现对干扰信号的滤除，对有用卫星信号的保留，最终保证卫星导航终端在复杂电磁环境下的工作性能，是军用卫星导航技术必备手段。卫星导航抗干扰技术分为自适应调零技术与数字多波束技术。
[0003]相比于自适应调零技术，数字多波束抗干扰技术具有抗干扰能力强、信噪比高的优点。在实际应用中，将自适应调零作为中间工作状态或者在无惯导辅助信息条件下进行应用。而在有惯导信息条件下，一般会将数字多波束抗干扰技术作为最终的工作状态。
[0004]传统的数字多波束抗干扰技术，通过将多个通道的数据AD采样后，在数字部分加权处理，但是抗干扰能力受到硬件的约束，而且在大干扰情况下，会导致AD饱和溢出，出现信号消顶的现象，导致有用信号失真，达到抗干扰强度的极限。

技术实现思路

[0005]为了降低硬件对抗干扰能力的约束，本专利技术的目的在于提供一种模数混合的多波束卫星导航接收机及其抗干扰方法。
[0006]为实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案是：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种模数混合的多波束卫星导航接收机抗干扰方法，包括：
[0008]射频通道接收天线阵列的M路信号并进行射频处理；
[0009]射频处理后的M路信号经R组件A在模拟部分进行加权合路，输出1路主通道信号；
[0010]射频处理后的M路信号经R组件B放大和滤波后对应输出M路辅助通道信号，并经过信号阻塞得到M
‑
1路辅助通道信号；
[0011]对所述1路主通道信号和所述M
‑
1路辅助通道信号进行维纳滤波，得到干扰抑制后的信号。
[0012]根据本专利技术的一个方面，还包括：根据导航定位解算和惯导信息推导出导航卫星相对于所述天线阵列的位置，并得出所述天线阵列的M个卫星导向矢量以及对应的阻塞矩阵，
[0013]所述卫星导向矢量用于输入R组件A中与射频处理后的M路信号进行模拟加权；
[0014]所述阻塞矩阵用于输入R组件B中与射频处理后的M路信号进行相乘。
[0015]根据本专利技术的一个方面，所述导航卫星相对于天线阵列的位置包括导航卫星在天线坐标系下的坐标、方位角和俯仰角；
[0016]所述惯导信息包括导航卫星的位置、速度、加速度和姿态信息。
[0017]根据本专利技术的一个方面，所述卫星导向矢量为M
×
1维列向量，所述阻塞矩阵为M行
×
M
‑
1列的向量；
[0018]所述卫星导向矢量的个数与所述天线阵列的波束个数相同，所述阻塞矩阵的个数与所述天线阵列的波束个数相同。
[0019]根据本专利技术的一个方面，对所述1路主通道信号和所述M
‑
1路辅助通道信号进行维纳滤波，得到干扰抑制后的信号，包括：
[0020]由所述1路主通道信号和所述M
‑
1路辅助通道信号生成协方差矩阵R
xx
；
[0021]根据所述协方差矩阵R
xx
计算最优滤波权值w
opt
，如下式：
[0022]w
opt
＝inv(R
xx
)
·
as0,其中：as0＝[1000..0][0023]所述1路主通道信号和所述M
‑
1路辅助通道信号经过所述最有滤波权值w
opt
，维纳滤波后得到干扰抑制后的信号。
[0024]第二方面，本专利技术还提供一种执行上述模数混合的多波束卫星导航接收机抗干扰方法的模数混合的多波束卫星导航接收机，包括：
[0025]天线阵列，用于接收M路信号；
[0026]射频通道，用于对所述M路信号进行射频处理；
[0027]R组件A，用于对射频处理后的M路信号在模拟部分进行加权合路，输出1路主通道信号；
[0028]R组件B，用于对射频处理后的M路信号放大和滤波后对应输出M路辅助通道信号；以及
[0029]维纳滤波器，用于对所述1路主通道信号和所述M路辅助通道信号经过信号阻塞得到的M
‑
1路辅助通道信号进行维纳滤波，得到干扰抑制后的信号。
[0030]根据本专利技术的另一个方面，所述射频通道有M路，每路射频通道包括：依次连接的带通滤波器、低噪声放大器、带通滤波器、混频器、带通滤波器和放大器。
[0031]根据本专利技术的另一个方面，所述R组件A包括：M路输入通道和1路输出通道，
[0032]每路输入通道包括：依次连接的衰减器、移相器、带通滤波器和低噪声放大器；
[0033]所述1路输出通道上设置合路器。
[0034]根据本专利技术的另一个方面，所述R组件B包括：M路输入通道和M路输出通道，
[0035]每路输入通道包括：依次连接的衰减器、移相器、带通滤波器、低噪声放大器和AD模块。
[0036]根据本专利技术的另一个方面，所述R组件A的个数与所述天线阵列的波束个数相同，所述R组件B的个数为1个。
[0037]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0038]根据本专利技术的方案，采用模数混合的设计方法，与传统的数字多波束抗干扰方法不同，通过在高增益的R组件A加权实现对旁瓣干扰的衰减和卫星导航信号的放大，通过低增益的R组件B获取干扰信号，并通过维纳滤波结构对卫星导航信号和干扰信号进行维纳滤波，减缓了大干扰信号造成的AD饱和现象，突破了传统数字多波束抗干扰技术抗干扰能力的上限，同时提升了多波束卫星导航接收机的抗干扰能力。
[0039]根据本专利技术的一个方案，通过在模拟部分生成主通道信号，在数字部分生成辅助通道信号，相比于传统的数字多波束抗干扰技术必须进行M
×
M维矩阵求逆，本专利技术的接收
机抗干扰方法通过(M
‑
1)
×
(M
‑
1)矩阵求逆，降低了运算量。
[0040]根据本专利技术的一个方案，多波束卫星导航接收机采用模数混合的设计，不仅可应用于卫星导航抗干扰技术，同样可应用于短报文通信抗干扰技术，通过采用少量的模拟电路，提升短报文抗干扰接收机的抗干扰能力。
附图说明
[0041]为了更清楚地说明本专利技术实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0042]图1示意性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模数混合的多波束卫星导航接收机抗干扰方法，包括：射频通道接收天线阵列的M路信号并进行射频处理；射频处理后的M路信号经R组件A在模拟部分进行加权合路，输出1路主通道信号；射频处理后的M路信号经R组件B放大和滤波后对应输出M路辅助通道信号，并经过信号阻塞得到M
‑
1路辅助通道信号；对所述1路主通道信号和所述M
‑
1路辅助通道信号进行维纳滤波，得到干扰抑制后的信号。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：根据导航定位解算和惯导信息推导出导航卫星相对于所述天线阵列的位置，并得出所述天线阵列的M个卫星导向矢量以及对应的阻塞矩阵，所述卫星导向矢量用于输入R组件A中与射频处理后的M路信号进行模拟加权；所述阻塞矩阵用于输入R组件B中与射频处理后的M路信号进行相乘。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述导航卫星相对于天线阵列的位置包括导航卫星在天线坐标系下的坐标、方位角和俯仰角；所述惯导信息包括导航卫星的位置、速度、加速度和姿态信息。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述卫星导向矢量为M
×
1维列向量，所述阻塞矩阵为M行
×
M
‑
1列的向量；所述卫星导向矢量的个数与所述天线阵列的波束个数相同，所述阻塞矩阵的个数与所述天线阵列的波束个数相同。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述1路主通道信号和所述M
‑
1路辅助通道信号进行维纳滤波，得到干扰抑制后的信号，包括：由所述1路主通道信号和所述M
‑
1路辅助通道信号生成协方差矩阵R
xx
；根据所述协方差矩阵R
xx
计算最优滤波权值w
opt
，如...

【专利技术属性】
技术研发人员：董启甲，徐振兴，岳富占，李申阳，夏正欢，高文宁，易春宏，陈耀辉，邹国际，苏阳，
申请(专利权)人：航天恒星科技有限公司，
类型：发明
国别省市：