用于多波束全球定位系统（ＧＰＳ）接收器的数字波束成形装置和技术制造方法及图纸

本发明专利技术实现了一种先进的多波束ＧＰＳ接收系统，其能够同时独立地跟踪多个ＧＰＳ卫星、单独检测多个干扰信号，以及抑制在干扰方向上的每个波束的天线方向图中的定向增益。该ＧＰＳ接收系统可以被用于平面或非平面接收阵列，包括共形应用于诸如飞行器的平台表面的阵列。ＧＰＳ接收器将空间滤波和捕获码相关进行结合以用于增强对干扰源的抑制。ＧＰＳ卫星方向上的增强增益和对波束方向图进行赋形以抑制干扰源的方向上的增益的能力使得ＧＰＳ接收系统对困扰传统ＧＰＳ接收器的干扰和阻塞信号非常不敏感。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及全球定位系统(GPS)接收系统的体系结构和设计。特别地，本专利技术涉及使用数字波束成形技术来实现动态跟踪孔径视场内的所有GPS卫星的多波束天线的设计。
技术介绍
已知在本领域内使用NAVSTAR GPS卫星星座来确定接收器位置和获取导航信息。基础的NAVSTAR星座包括在六个轨道面上运行的二十四颗卫星。每个轨道面都相对于赤道倾斜五十五度角，并且它们分开六十度赤经。在六个轨道面的每一个中，四颗卫星沿几乎圆形的轨道均匀分隔。这样的布置能保证在任何给定时间观察者的地平线上都有四到十二颗卫星可见。然而，大部分的时间里，卫星将在观察者的地平线附近被观察到。图l例示了根据仰角的经过本地天顶的GPS卫星可见的相对时间。用户观察到GPS卫星在本地地平线附近的仰角扫过的时间比在本地天顶附近的仰角扫过的时间多出大约40%的时间，对于不到达本地天顶的卫星来说，在本地地平线附近花费的时间甚至更多。尤其是对于空中接收平台，大部分GPS信号都以低仰角到达。然而，典型的GPS接收系统使用基本上各向同性、低增益的天线以同时观察天空的较大区域。除了浪费低收益方向上的较多天线增益之外，这种各向同性接收器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全球定位系统（ＧＰＳ）接收器，包括：多个天线元件，适于接收来自多个ＧＰＳ卫星的信号；至少一个下变频器，连接至所述多个天线元件，并且适于将来自所述多个天线元件的信号下变频为中频和基带频率中的至少一个，以形成多个下变频信号；多通道接收器，包括多个相关器，所述多个相关器适于对所述多个下变频信号进行相关以形成多个相关信号；ＧＰＳ定位处理单元，连接至所述多通道接收器，并且适于从所述多个相关信号中提取时间和位置数据；存储元件，适于存储包括与所述多个天线元件中的一些天线元件相关的波束权向量的校准数据；数字波束成形（ＤＢＦ）处理器，适于：将所述波束权向量施加到所述多个下变频信号，以形成多个加权下变频信号；...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-5-21 60/930,954;US 2008-5-5 12/115,232一种全球定位系统(GPS)接收器，包括多个天线元件，适于接收来自多个GPS卫星的信号；至少一个下变频器，连接至所述多个天线元件，并且适于将来自所述多个天线元件的信号下变频为中频和基带频率中的至少一个，以形成多个下变频信号；多通道接收器，包括多个相关器，所述多个相关器适于对所述多个下变频信号进行相关以形成多个相关信号；GPS定位处理单元，连接至所述多通道接收器，并且适于从所述多个相关信号中提取时间和位置数据；存储元件，适于存储包括与所述多个天线元件中的一些天线元件相关的波束权向量的校准数据；数字波束成形(DBF)处理器，适于将所述波束权向量施加到所述多个下变频信号，以形成多个加权下变频信号；选择性地组合所述多个加权下变频信号中的一些加权下变频信号；由所述多个加权下变频信号中的一些加权下变频信号的组合形成至少一个相干波束；以及由所述多个加权下变频信号中的一些加权下变频信号的组合形成至少一个定向增益抑制特征；以及阵列处理器，适于动态地选择发送信号至所述DBF处理器的所述多个天线元件中的一些天线元件；动态地更改所述波束权向量来改变所述至少一个相干波束的指向方向；动态地将与所述至少一个相干波束相关的所述多个下变频信号分配至所述多通道接收器中的所述多个相关器中的相应的相关器；以及动态地更改所述波束权向量来改变所述至少一个定向增益抑制特征的角坐标。2. 根据权利要求1所述的GPS接收器，其中，所述多个天线元件被配置为分布在平面表 面上的阵列。3. 根据权利要求1所述的GPS接收器，其中，所述多个天线元件彼配置为不被包含在单 个平面内的阵列。4. 根据权利要求1所述的GPS接收器，其中，由所述DBF处理器形成的所述至少一个相 干波束包括由所述多个天线元件的所有天线元件的组合形成的单个波束。5. 根据权利要求1所述的GPS接收器，其中，由所述DBF处理器形成的所述至少一个相 干波束包括多个合成波束，其中所述多个合成波束中的每个都被配置为接收来自所述多个 GPS卫星之一的信号。6. 根据权利要求l所述的GPS接收器，其中，由所述DBF处理器形成的所述至少一个相 干波束包括动态合成赋形波束，被配置为接收来自任何所述多个天线元件正从其接收信号 的多个GPS卫星中所有GPS卫星的信号。7. 根据权利要求1所述的GPS接收器，其中，由所述阵列处理器形成的所述至少一个相 干波束包括动态合成赋形波束，被配置为接收来自任何所述多个天线元件正从其接收信号 的多个GPS卫星中除了一个GPS卫星之外的其它所有GPS卫星的信号。8. 根据权利要求1所述的GPS接收器，其中，由所述DBF处理器形成的所述至少一个相干波束包括适于观察固定角度区域的至少一个固定扇形波束。9. 根据权利要求1所述的GPS接收器，其中，所述多通道接收器和所述GPS定位处理单元适于处理来自多于一个GPS信号标准的导航数据。10. —种全球定位系统(GPS)接收器，包括多个天线元件，适于接收来自多个GPS卫星的信号，其中所述多个天线元件被配置为不被包括在单个平面内的接收阵列；至少一个下变频器，连接至所述多个天线元件，并且适于将来自所述多个天线元件的信号下变频为中频和基带频率中的至少一个，以形成多个下变频信号；多通道接收器，包括多个相关器，所述多个相关器适于对所述多个下交频信号进行相关，以创建多个相关信号；GPS定位处理单元，连接至所述多通道接收器，并且适于从所述多个相关信号中提取时间和位置数据；存储元件，适于存储包括与所述多个天线元件中的一些天线元件::.:::波束权向量的校准数据；以及数字波束成形(DBF)处理器，适于将所述波束权向量施加到所述多个下变频信号，以形成多个加权下变频信号；选择性地组合所述多个加权下变频信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：章成栋，
申请(专利权)人：空间数码系统公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]