CN112737661B

CN112737661B - 一种机载北斗设备与他机铱星设备的干扰协调方法及系统

Info

Publication number: CN112737661B
Application number: CN202011492904.2A
Authority: CN
Inventors: 吴飞; 邓振; 马俊康
Original assignee: CETC Avionics Co Ltd
Current assignee: CETC Avionics Co Ltd
Priority date: 2020-12-16
Filing date: 2020-12-16
Publication date: 2022-04-22
Anticipated expiration: 2040-12-16
Also published as: CN112737661A

Abstract

本申请公开了一种机载北斗设备与他机铱星设备的干扰协调方法，该方法基于相控阵天线实现机载北斗设备与他机铱星设备的干扰协调，具体通过他机铱星设备检测模块检测他机铱星设备的工作频率、工作带宽和方位角，在他机铱星设备与本机的短报文收发模块同频或相差小于阈值时，控制相控阵天线的发射阵列在他机铱星设备的方向上形成波束零陷，实现在他机铱星设备方向上发射功率的抑制或抵消，减少本机短报文收发模块与他机铱星设备之间的通信干扰。此外，本申请还提供了一种机载北斗设备与他机铱星设备的干扰协调系统、机载北斗设备及可读存储介质，其技术效果与上述方法的技术效果相对应。

Description

一种机载北斗设备与他机铱星设备的干扰协调方法及系统

技术领域

本申请涉及通信技术领域，特别涉及一种机载北斗设备与他机铱星设备的干扰协调方法、系统、机载北斗设备及可读存储介质。

背景技术

在飞机上，短报文收发模块用于实现中射频信号的收发。当一架飞机与其他飞机距离较近时，其短报文收发模块与其他飞机的铱星设备之间存在干扰，严重影响飞机通信。现有技术中，往往采用调整天线低俯仰辐射样式的干扰隔离方法，发射功率降低等方法进行干扰协调，但是，这两种干扰协调方法均需要牺牲短报文收发模块的发射功率，效果较差。

发明内容

本申请的目的是提供一种机载北斗设备与他机铱星设备的干扰协调方法、系统、机载北斗设备及可读存储介质，用以解决目前的干扰协调方案效果较差的问题。其具体方案如下：

第一方面，本申请提供了一种机载北斗设备与他机铱星设备的干扰协调方法，应用于他机铱星设备检测模块，所述他机铱星设备检测模块包括发射波束控制单元，该方法包括：

监测他机铱星设备的工作频率、工作带宽和方位角；

判断所述工作频率和所述工作带宽是否达到预设条件，其中所述预设条件为所述他机铱星设备与本机的短报文收发模块同频或所述他机铱星设备与本机的短报文收发模块的相差小于阈值；

若是，利用所述发射波束控制单元根据所述方位角控制相控阵天线的发射阵列在所述他机铱星设备的方向上形成波束零陷。

优选的，所述他机铱星设备检测模块还包括铱星设备计算单元，所述监测他机铱星设备的工作频率、工作带宽和方位角，包括：

利用所述铱星计算模块通过ADS-B获取他机铱星设备广播的工作带宽、工作频率和他机定位信息；

利用所述铱星计算模块根据所述他机定位信息和本机定位信息，计算得到所述他机铱星设备的方位角。

优选的，所述他机铱星设备检测模块还包括铱星带宽与频率测量单元，所述监测他机铱星设备的工作频率、工作带宽和方位角，包括：

利用所述铱星带宽与频率测量单元测量他机铱星设备的工作频率和工作带宽；

根据所述工作频率，在所述他机铱星设备与本机的短报文收发模块同频时，利用铱星方位角测量单元测量所述他机铱星设备的方位角。

优选的，所述利用所述铱星带宽与频率测量单元测量他机铱星设备的工作频率和工作带宽，包括：

利用所述铱星带宽与频率测量单元通过数字检波测量接收功率；

在所述接收功率超过门限时，测量他机铱星设备的工作频率和工作带宽。

优选的，所述他机铱星设备检测模块还包括接收波束控制单元，在所述利用所述铱星带宽与频率测量单元通过数字检波测量接收功率之前，还包括：

利用所述铱星带宽与频率测量单元通过所述接收波束控制单元，控制所述相控阵天线的接收阵列中只有单个阵元工作，并将该阵元的幅度调至最大。

优选的，所述利用铱星方位角测量单元测量所述他机铱星设备的方位角，包括：

利用所述他机铱星设备检测模块内部的铱星方位角测量单元和接收波束控制单元，采用模拟相控阵方法测量所述他机铱星设备的方位角；

或者，

利用所述相控阵天线内部的铱星方位角测量单元和接收波束控制单元，采用数字相控阵方法测量所述他机铱星设备的方位角。

优选的，所述利用所述发射波束控制单元根据所述方位角控制相控阵天线的发射阵列在所述他机铱星设备的方向上形成波束零陷，包括：

利用所述发射波束控制单元根据所述方位角控制相控阵天线的发射阵列在所述他机铱星设备的方向上形成波束零陷，并控制所述波束零陷的功率衰减为：(S–L)dB，其中S为经验值或所述他机铱星设备的功率，L＝f/f0*S，f0为所述阈值，f为所述他机铱星设备与所述短报文收发模块的相差。

第二方面，本申请提供了一种机载北斗设备与他机铱星设备的干扰协调系统，包括他机铱星设备检测模块、短报文收发模块和相控阵天线，所述他机铱星设备检测模块进一步包括发射波束控制单元；

其中，所述他机铱星设备检测模块用于监测他机铱星设备的工作频率、工作带宽和方位角；还用于判断所述工作频率和所述工作带宽是否达到预设条件，若是，则利用所述发射波束控制单元根据所述方位角控制所述相控阵天线的发射阵列在所述他机铱星设备的方向上形成波束零陷，其中所述预设条件为所述他机铱星设备与所述短报文收发模块同频或所述他机铱星设备与所述短报文收发模块的相差小于阈值。

第三方面，本申请提供了一种机载北斗设备，包括：

存储器：用于存储计算机程序；

处理器：用于执行所述计算机程序，以实现如下所述的机载北斗设备与他机铱星设备的干扰协调方法，该方法应用于他机铱星设备检测模块，所述他机铱星设备检测模块包括发射波束控制单元，该方法包括：

监测他机铱星设备的工作频率、工作带宽和方位角；判断所述工作频率和所述工作带宽是否达到预设条件；若是，利用所述发射波束控制单元根据所述方位角控制相控阵天线的发射阵列在所述他机铱星设备的方向上形成波束零陷，其中所述预设条件为所述他机铱星设备与本机的短报文收发模块同频或所述他机铱星设备与本机的短报文收发模块的相差小于阈值。

第四方面，本申请提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时用于实现如上所述的机载北斗设备与他机铱星设备的干扰协调方法。

本申请所提供的一种机载北斗设备与他机铱星设备的干扰协调方法，应用于他机铱星设备检测模块，他机铱星设备检测模块包括发射波束控制单元，该方法包括：监测他机铱星设备的工作频率、工作带宽和方位角；判断工作频率和工作带宽是否达到预设条件，若是，利用发射波束控制单元根据方位角控制相控阵天线的发射阵列在他机铱星设备的方向上形成波束零陷，其中预设条件为他机铱星设备与本机的短报文收发模块同频或他机铱星设备与本机的短报文收发模块的相差小于阈值。

可见，该方法基于相控阵天线实现机载北斗设备与他机铱星设备的干扰协调，具体通过他机铱星设备检测模块检测他机铱星设备的工作频率、工作带宽和方位角，在他机铱星设备与本机的短报文收发模块同频或相差小于阈值时，控制相控阵天线的发射阵列在他机铱星设备的方向上形成波束零陷，实现在他机铱星设备方向上发射功率的抑制或抵消，减少本机短报文收发模块与他机铱星设备之间的通信干扰。

此外，本申请还提供了一种机载北斗设备与他机铱星设备的干扰协调系统、机载北斗设备及可读存储介质，其技术效果与上述方法的技术效果相对应，这里不再赘述。

附图说明

为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。

图1为本申请所提供的一种机载北斗设备与他机铱星设备的干扰协调方法实施例一的流程图；

图2为本申请所提供的一种机载北斗设备与他机铱星设备的干扰协调方法实施例一的系统架构示意图；

图3为本申请所提供的一种机载北斗设备与他机铱星设备的干扰协调方法实施例二的第一种系统架构示意图；

图4为本申请所提供的一种机载北斗设备与他机铱星设备的干扰协调方法实施例二的第二种系统架构示意图；

图5为本申请所提供的一种机载北斗设备与他机铱星设备的干扰协调方法实施例二的第三种系统架构示意图；

图6为本申请所提供的一种机载北斗设备与他机铱星设备的干扰协调设备的结构示意图。

具体实施方式

本申请的核心是提供一种机载北斗设备与他机铱星设备的干扰协调方法、系统、机载北斗设备及可读存储介质，基于相控阵天线实现干扰协调，通过他机铱星设备检测模块控制相控阵天线的发射阵列在他机铱星设备的方向上形成波束零陷，减少本机短报文收发模块与他机铱星设备之间的通信干扰。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

下面对本申请提供的一种机载北斗设备与他机铱星设备的干扰协调方法实施例一进行介绍，图1为实施例一的流程图，图2为实施例一的系统架构示意图。

如图2所示，本实施例的系统架构包括机载北斗设备和他机铱星设备，二者位于不同的飞机上。其中，机载北斗设备进一步包括相控阵天线、短报文收发模块和他机铱星设备检测模块。相控阵天线包括用于实现短报文发射的发射阵列，还包括用于实现短报文接收的接收天线。而他机铱星设备检测模块包括发射波束控制单元。

如图2实线部分所示，短报文收发模块通过发射阵列实现短报文中射频信号发射，并通过接收天线实现短报文中射频信号接收。在信号发射过程中，发射波束控制单元能够实现对发射阵列的波束控制。

基于以上，下面介绍本实施例的方法流程。本实施例基于本机的他机铱星设备检测模块实现，当短报文收发模块不进行短报文发射时，他机铱星设备检测模块工作。如图1所示，本实施例包括以下步骤：

S101、监测他机铱星设备的工作频率、工作带宽和方位角。

具体可以周期性地获取他机铱星设备的工作频率、工作带宽和方位角，这里的获取方式可以为主动测量，也可以被动接收他机铱星设备发送的数据。

S102、判断所述工作频率和所述工作带宽是否达到预设条件，其中所述预设条件为所述他机铱星设备与本机的短报文收发模块同频或所述他机铱星设备与本机的短报文收发模块的相差小于阈值，若是，进入S103，否则继续监测。

S103、利用所述发射波束控制单元根据所述方位角控制相控阵天线的发射阵列在所述他机铱星设备的方向上形成波束零陷。

所谓形成波束零陷，即降低在他机铱星设备方向上的发射功率，从而达到减轻干扰的目的。至于其他方向上的发射功率，可以维持不变也可以适当增加，本实施例对此不做限定。

在实际应用中，他机铱星设备检测模块内部还包括用于数字变频与预处理的数字前端单元。

本实施例所提供一种机载北斗设备与他机铱星设备的干扰协调方法，应用于他机铱星设备检测模块，该方法基于相控阵天线实现机载北斗设备与他机铱星设备的干扰协调，具体通过他机铱星设备检测模块检测他机铱星设备的工作频率、工作带宽和方位角，在他机铱星设备与本机的短报文收发模块同频或相差小于阈值时，控制相控阵天线的发射阵列在他机铱星设备的方向上形成波束零陷，实现在他机铱星设备方向上发射功率的抑制或抵消，减少本机短报文收发模块与他机铱星设备之间的通信干扰。

下面开始详细介绍本申请提供的一种机载北斗设备与他机铱星设备的干扰协调方法实施例二，实施例二基于前述实施例一实现，并在实施例一的基础上进行了一定程度上的拓展。

首先，对于S101的过程，即对他机铱星设备的工作频率、工作带宽和方位角的监测过程，本实施例提供了以下两种实现方式：

第一种实现方式如下：

参见图2，在他机铱星设备检测模块内部设置铱星设备计算单元。他机铱星设备通过ADS-B把工作带宽、工作频率以及他机定位信息广播出来，铱星设备计算单元通过ADS-B获得他机铱星设备的工作带宽、工作频率以及他机定位信息。之后，通过航电系统获得本机定位信息，根据他机定位信息和本机定位信息计算他机铱星设备的方位角。

方位角计算过程如下：假设他机定位信息为(x1,y1,z1)，本机定位信息为(x2,y2,z2)，一般不考虑z轴，则方位角计算过程为：

第二种实现方式如下：

利用铱星带宽与频率测量单元测量他机铱星设备的工作频率和工作带宽；利用铱星方位角测量单元测量他机铱星设备的方位角。

其中，如图4和图5所示，工作频率和工作带宽的具体测量过程如下：铱星带宽与频率测量单元通过接收波束控制单元，控制相控阵天线的接收阵列只有一个阵元工作，将该阵元的幅度调到最大，其他阵元的幅度调到最小。在短报文收发模块的发射频率与他机铱星设备的收发频率的交叠区域内，铱星带宽与频率测量单元通过数字检波来测量接收功率。如果接收功率超过门限G，则通过FFT模块(傅里叶变换)来测量他机铱星设备的工作频率与工作带宽；如果接收功率未超过门限G，则等待时间T(该值小于短报文发送间隔)之后，重复上述步骤。

值得一提的是，他机铱星设备的工作带宽一般划分为多个子带，每个子带的工作频率与带宽是已知的。通过FFT模块把接收到的铱星信号转换到功率域，然后在功率域对每个子带里面对功率求和，求和功率最大的那个子带即是他机铱星设备的工作带宽(包括工作频率与工作带宽)，求和功率的即是铱星设备的功率。

对于方位角的具体测量过程，本实施例提供以下两种实现方式：

第一种是模拟相控阵的方法，此时系统架构图如图4所示。在他机铱星设备与短报文收发模块同频时，铱星方位角测量单元通过接收波束控制单元形成方位角扫描波束，扫描到功率最大的方向即是铱星设备方位角。如果相控阵天线的接收阵元可以形成10度的扫描波束，则只需要扫描36次，即可得到铱星设备的方位角。

第二种是数字相控阵的方法，如图5所示。如果相控阵天线的体积允许，铱星方位角测量单元和接收波束控制单元可以放在相控阵天线内部，通过数字相控阵的方法完成方位角的测量。

对于S103的过程，即形成波束零陷的过程，本实施例做以下展开描述：

根据前述步骤得到的工作带宽、工作频率和方位角，在他机铱星设备与短报文收发模块同频或者工作带宽相差小于f0时，发射波束控制单元通过波控算法在他机铱星设备的工作方向上形成波束邻陷。具体的，衰减可以为(S–L)dB。其中S为经验值或所述他机铱星设备的功率，L＝f/f0*S，f0为所述阈值，f为所述他机铱星设备与所述短报文收发模块的相差。

因此，当他机铱星设备和短报文收发模块同频时，L＝0；当他机铱星设备与短报文收发模块的间隔为f0时，L＝S。

下面对本申请实施例提供的机载北斗设备与他机铱星设备的干扰协调系统进行介绍，下文描述的机载北斗设备与他机铱星设备的干扰协调系统与上文描述的机载北斗设备与他机铱星设备的干扰协调方法可相互对应参照。

具体的，本实施例的机载北斗设备与他机铱星设备的干扰协调系统，包括他机铱星设备检测模块、短报文收发模块和相控阵天线，所述他机铱星设备检测模块进一步包括发射波束控制单元；

本实施例的机载北斗设备与他机铱星设备的干扰协调系统用于实现前述的机载北斗设备与他机铱星设备的干扰协调方法，因此该系统的具体实施方式可见前文中的机载北斗设备与他机铱星设备的干扰协调方法的实施例部分，这里不再赘述。

此外，本申请还提供了一种机载北斗设备，如图6所示，包括：

存储器100：用于存储计算机程序；

处理器200：用于执行所述计算机程序，以实现如下所述的机载北斗设备与他机铱星设备的干扰协调方法，该方法应用于他机铱星设备检测模块，所述他机铱星设备检测模块包括发射波束控制单元，该方法包括：

最后，本申请提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时用于实现如上文所述的机载北斗设备与他机铱星设备的干扰协调方法。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上对本申请所提供的方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims

1.一种机载北斗设备与他机铱星设备的干扰协调方法，其特征在于，应用于他机铱星设备检测模块，所述他机铱星设备检测模块包括发射波束控制单元，该方法包括：

监测他机铱星设备的工作频率、工作带宽和方位角；

若是，利用所述发射波束控制单元根据所述方位角控制相控阵天线的发射阵列在所述他机铱星设备的方向上形成波束零陷，并控制所述波束零陷的功率衰减为：(S–L)dB，其中S为经验值或所述他机铱星设备的功率，L＝f/f0*S，f0为所述阈值，f为所述他机铱星设备与所述短报文收发模块的相差。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述他机铱星设备检测模块还包括铱星设备计算单元，所述监测他机铱星设备的工作频率、工作带宽和方位角，包括：

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述他机铱星设备检测模块还包括铱星带宽与频率测量单元，所述监测他机铱星设备的工作频率、工作带宽和方位角，包括：

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用所述铱星带宽与频率测量单元测量他机铱星设备的工作频率和工作带宽，包括：

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述他机铱星设备检测模块还包括接收波束控制单元，在所述利用所述铱星带宽与频率测量单元通过数字检波测量接收功率之前，还包括：

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用铱星方位角测量单元测量所述他机铱星设备的方位角，包括：

或者，

7.一种机载北斗设备与他机铱星设备的干扰协调系统，其特征在于，包括他机铱星设备检测模块、短报文收发模块和相控阵天线，所述他机铱星设备检测模块进一步包括发射波束控制单元；

其中，所述他机铱星设备检测模块用于监测他机铱星设备的工作频率、工作带宽和方位角；还用于判断所述工作频率和所述工作带宽是否达到预设条件，若是，则利用所述发射波束控制单元根据所述方位角控制所述相控阵天线的发射阵列在所述他机铱星设备的方向上形成波束零陷，并控制所述波束零陷的功率衰减为：(S–L)dB，其中S为经验值或所述他机铱星设备的功率，L＝f/f0*S，f0为阈值，f为所述他机铱星设备与所述短报文收发模块的相差，其中所述预设条件为所述他机铱星设备与所述短报文收发模块同频或所述他机铱星设备与所述短报文收发模块的相差小于阈值。

8.一种机载北斗设备，其特征在于，包括：

存储器：用于存储计算机程序；

监测他机铱星设备的工作频率、工作带宽和方位角；判断所述工作频率和所述工作带宽是否达到预设条件；若是，利用所述发射波束控制单元根据所述方位角控制相控阵天线的发射阵列在所述他机铱星设备的方向上形成波束零陷，并控制所述波束零陷的功率衰减为：(S–L)dB，其中S为经验值或所述他机铱星设备的功率，L＝f/f0*S，f0为阈值，f为所述他机铱星设备与短报文收发模块的相差，其中所述预设条件为所述他机铱星设备与本机的短报文收发模块同频或所述他机铱星设备与本机的短报文收发模块的相差小于阈值。

9.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时用于实现如权利要求1-6任意一项所述的机载北斗设备与他机铱星设备的干扰协调方法。