基于射频增益可调的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基于射频增益可调的导航接收机及其抗干扰方法，所述方法包括：阵列天线获取各通道的卫星信号；初始化射频增益，射频通道对所述卫星信号进行滤波、放大和混频至模拟中频信号；对各通道的模拟中频信号进行AD采样、数字下变频、滤波和下抽处理至基带信号；对所述基带信号进行干扰监测，计算所述射频通道的射频增益并写入所述射频通道；根据干扰监测结果和导航定位解算，计算抗干扰滤波器；所述抗干扰滤波器对所述基带信号进行干扰滤波，得到干扰抑制后的信号。本发明专利技术可以有效改善因AD采样消顶无法抑制干扰的问题，提升导航接收机的抗干扰强度，保证低干扰条件下卫星信号正常接收的同时实现强干扰条件下信号采样的不失真。失真。失真。

【技术实现步骤摘要】
基于射频增益可调的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设计
，尤其涉及一种基于射频增益可调的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。
[0003]战时复杂电磁环境为人为干扰，卫星导航抗干扰技术需尽可能对强电磁干扰进行滤除。现有的抗干扰接收机的射频通道增益比较固定，无法灵活应对不同程度的干扰。而且，采用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，在大干扰情况下，容易导致AD饱和溢出，从而出现信号消顶的现象，导致有用信号失真。

技术实现思路

[0004]为有效改善因AD采样消顶带来的无法抑制干扰的问题，本专利技术的目的在于提供一种基于射频增益可调的导航接收机及其抗干扰方法，可以很大程度地提升导航接收机的抗干扰强度。
[0005]为实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案是：
[0006]本专利技术提供一种基于射频增益可调的导航接收机抗干扰方法，包括：
[0007]阵列天线获取各通道的卫星信号；
[0008]初始化射频增益，射频通道对所述卫星信号进行滤波、放大和混频至模拟中频信号；
[0009]对各通道的模拟中频信号进行AD采样、数字下变频、滤波和下抽处理至基带信号；
[0010]对所述基带信号进行干扰监测，计算所述射频通道的射频增益并写入所述射频通道；
[0011]根据干扰监测结果和导航定位解算，计算抗干扰滤波器；
[0012]所述抗干扰滤波器对所述基带信号进行干扰滤波，得到干扰抑制后的信号。
[0013]根据本专利技术的一个方面，所述阵列天线为M阵元天线，M的取值范围为4～10；
[0014]所述阵列天线采用面阵，阵列流型采用圆阵NUCA和圆阵UCA；
[0015]所述阵列天线的阵元之间的间距d小于λ/2。
[0016]根据本专利技术的一个方面，所述射频通道包含M路射频通道，每路射频通道包括：依次连接的带通滤波器A、低噪声放大器、混频器、带通滤波器B以及放大器；
[0017]所述射频通道的射频增益为0～40dB可调节，所述射频通道的输出中频为46.52MHz，所述射频通道间的增益偏差≤
±
1dB，所述射频通道间相位一致性≤
±5°
。
[0018]根据本专利技术的一个方面，初始化射频增益，包括：在无干扰状态下接收卫星信号的过程中，所述射频通道的射频增益采用大增益40dB。
[0019]根据本专利技术的一个方面，对各通道的模拟中频信号进行AD采样、数字下变频、滤波和下抽处理至基带信号的过程中，
[0020]所述AD采样的位数为16bit，AD采样率为62MHz；
[0021]采用1:3的比例进行下抽。
[0022]根据本专利技术的一个方面，对所述基带信号进行干扰监测，包括：
[0023]对所述基带信号形成协方差矩阵；
[0024]对所述协方差矩阵的特征值进行分解；
[0025]根据特征值分解的结果进行DOA估计；
[0026]根据特征值分解的结果和DOA估计结果，获得干扰监测结果。
[0027]根据本专利技术的一个方面，所述干扰监测结果包括干扰来向和干扰强度，所述干扰来向为干扰信号相对于阵列天线坐标系的方位角和俯仰角。
[0028]根据本专利技术的一个方面，计算所述射频通道的射频增益并写入所述射频通道，包括：
[0029]所述干扰强度小于96dB时，所述射频增益处于大增益状态；
[0030]所述干扰强度大于96dB时，所述射频增益进入可调节状态，所述射频通道调节射频增益的步进长度为5dB；
[0031]根据所述干扰强度计算对应的射频增益，并将射频增益控制字写入所述射频通道。
[0032]根据本专利技术的一个方面，所述导航定位解算获得卫星来向信息，所述卫星来向信息为导航卫星相对于阵列天线坐标系的方位角和俯仰角。
[0033]根据本专利技术的一个方面，所述阵列天线坐标系为：以圆心为坐标原点，以圆心与所述阵列天线的阵元1的连线为X轴，以所述阵列天线的阵元平面法向为Z轴，且采用右手坐标系。
[0034]本专利技术还提供一种利用上述基于射频增益可调的导航接收机抗干扰方法的基于射频增益可调的导航接收机，包括：
[0035]阵列天线，用于获取多个通道的卫星信号；
[0036]多个射频通道，用于对应接收阵列天线多个通道的卫星射频信号，并进行放大、滤波和混频；
[0037]多个中频通道，用于对应接收多个射频通道的模拟中频信号，并完成信号的滤波和AD采样；
[0038]基带干扰抑制处理模块，用于接收AD采样后的数字中频信号，并进行数字下变频、滤波和下抽处理变为数字基带信号，并进行干扰监测和干扰抑制，控制射频通道的射频增益的调节；以及
[0039]导航定位解算模块，用于对干扰抑制后的导航数据进行导航定位解算，并把解算得到的卫星的方位角和俯仰角回传给所述基带干扰抑制处理模块进行多波束抗干扰处理。
[0040]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0041]根据本专利技术的方案，对导航接收机进行射频增益可调的设计，与传统的抗干扰接
收机固定射频通道增益不同，通过数字基带信号的干扰监测结果自适应的对射频前端增益进行调节，大干扰条件下采用低增益，保证信号在AD量化范围内不失真，小干扰条件下采用高增益，可以有效采集有用信号，保持接收机的灵敏度，同时保证卫星信号的正常接收，有效提升了接收机的干扰抑制强度，从而使得接收机的抗干扰性能得到加强。
[0042]根据本专利技术的一个方案，基于射频增益可调的导航接收机抗干扰方法与传统的射频通道增加自动增益控制的方式不同，通过数字基带信号的干扰监测结果自适应调节射频前端的射频增益，可以在射频通道增益调节、变化的同时，保持噪底稳定，并保证抗干扰性能。
[0043]根据本专利技术的一个方案，该方法不仅应用于卫星导航抗干扰技术，还可应用于短报文通信抗干扰技术，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
[0044]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。
[0045]图1示意性表示本专利技术实施例公开的一种基于射频增益可调的导航接收机抗干扰方法的实现流程图；
[0046]图2示意性表示本专利技术实施例公开的一种基于射频增益可调的导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于射频增益可调的导航接收机抗干扰方法，包括：阵列天线获取各通道的卫星信号；初始化射频增益，射频通道对所述卫星信号进行滤波、放大和混频至模拟中频信号；对各通道的模拟中频信号进行AD采样、数字下变频、滤波和下抽处理至基带信号；对所述基带信号进行干扰监测，计算所述射频通道的射频增益并写入所述射频通道；根据干扰监测结果和导航定位解算，计算抗干扰滤波器；所述抗干扰滤波器对所述基带信号进行干扰滤波，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，所述阵列天线为M阵元天线，M的取值范围为4～10；所述阵列天线采用面阵，阵列流型采用圆阵NUCA和圆阵UCA；所述阵列天线的阵元之间的间距d小于λ/2。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述射频通道包含M路射频通道，每路射频通道包括：依次连接的带通滤波器A、低噪声放大器、混频器、带通滤波器B以及放大器；所述射频通道的射频增益为0～40dB可调节，所述射频通道的输出中频为46.52MHz，所述射频通道间的增益偏差≤
±
1dB，所述射频通道间相位一致性≤
±5°
。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，初始化射频增益，包括：在无干扰状态下接收卫星信号的过程中，所述射频通道的射频增益采用大增益40dB。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对各通道的模拟中频信号进行AD采样、数字下变频、滤波和下抽处理至基带信号的过程中，所述AD采样的位数为16bit，AD采样率为62MHz；采用1:3的比例进行下抽。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述基带信号进行干扰监测，包括：对所述基带信号...

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