CN115061358B - 抗欺骗抗干扰报警北斗授时装置 - Google Patents

抗欺骗抗干扰报警北斗授时装置 Download PDF

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Abstract

本说明书实施例提供了一种抗欺骗抗干扰报警北斗授时装置，其中，该装置包括：下变频信道板，与抗干扰基带处理模块连接，采用RX3606低功耗抗干扰射频芯片，包括多个RNSS B3下变频信道，用于通过多个RNSS B3下变频信道接收相应天线的输入信号，基于输入信号进行RNSS B3变频信道链路计算，输出中频信号；机载下变频模块，与本振板连接，用于接收机载输入信号，对机载输入信号进行低噪声放大和下变频，输出机载中频信号；本振板，与机载下变频模块连接，用于为机载下变频模块提供时钟信号、本振信号，并进行电源滤波；抗干扰基带处理模块，用于通过射频检测和秒脉冲稳定度检测实现干扰报警功能。

Description

抗欺骗抗干扰报警北斗授时装置
技术领域
本文件涉及电子技术领域，尤其涉及一种抗欺骗抗干扰报警北斗授时装置。
背景技术
在现有技术中，抗干扰射频模块主要有两个部分组成，包括下变频信道板、本振板。其中下变频信道采用低噪放和下变频信道一体化设计；本振板包含10MHz时钟电路、本振、电源滤波电路组成。但是常规方案需要增加多阵元天线，增加抗干扰模块，增加抗干扰处理解算等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗欺骗抗干扰报警北斗授时装置，旨在解决现有技术中的上述问题。
本发明提供一种抗欺骗抗干扰报警北斗授时装置，包括：
下变频信道板，与抗干扰基带处理模块连接，采用RX3606低功耗抗干扰射频芯片，包括多个RNSS B3下变频信道，用于通过多个RNSS B3下变频信道接收相应天线的输入信号，基于输入信号进行RNSS B3变频信道链路计算，输出中频信号；
机载下变频模块，与本振板连接，用于接收机载输入信号，对机载输入信号进行低噪声放大和下变频，输出机载中频信号；
本振板，与机载下变频模块连接，用于为机载下变频模块提供时钟信号、本振信号，并进行电源滤波；
抗干扰基带处理模块，用于通过射频检测和秒脉冲稳定度检测实现干扰报警功能。
采用本发明实施例，在没有增加硬件成本的情况下，通过了解和分析卫星导航设备及载体运动规律，实现干扰报警的功能。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的抗欺骗抗干扰报警北斗授时装置的示意图；
图2是本发明实施例的RNSS B3下变频信道的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书一个或多个实施例中的技术方案，下面将结合本说明书一个或多个实施例中的附图，对本说明书一个或多个实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书一个或多个实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本文件的保护范围。
根据本发明实施例，提供了一种抗欺骗抗干扰报警北斗授时装置，图1是本发明实施例的抗欺骗抗干扰报警北斗授时装置的示意图，如图1所示，根据本发明实施例的抗干扰报警装置具体包括：
下变频信道板10，与抗干扰基带处理模块连接，采用RX3606低功耗抗干扰射频芯片，包括多个RNSS B3下变频信道，用于通过多个RNSS B3下变频信道接收相应天线的输入信号，基于输入信号进行RNSS B3变频信道链路计算，输出中频信号；
下变频信道板10采用16位ADC。
下变频信道板10具体包括：
前置滤波器，与低噪声放大器LNA连接，用于对输入信号进行前置滤波；
低噪声放大器LNA，与镜像滤波器连接，用于对进行前置滤波后的输入信号进行低噪声放大；
镜像滤波器，与RX3606集成芯片连接，用于对低噪声放大后的输入信号进行镜像滤波；
RX3606集成芯片，与低通滤波器连接，用于经过镜像滤波后的输入信号进行下变频、带通滤波、放大后输出；RX3606低功耗抗干扰射频芯片为B1/B3频点的四通道抗干扰射频芯片，进行四通道同时工作，四通道用于实现B1/B3频点的抗干扰卫星信号接收。前置滤波器、抗烧毁器件、低噪声放大器LNA、镜像滤波器、以及低通滤波器为四路。
低通滤波器，用于对RX3606集成芯片输出的信号进行低通滤波，输出中频信号。
优选地，为了保护低噪声放大器LNA，下变频信道板10还可以包括：抗烧毁器件，设置于前置滤波器和低噪声放大器LNA之间，用于防止强干扰信号烧毁低噪声放大器LNA。抗烧毁器件为：限幅器SMP1330-085LF。
机载下变频模块12，与本振板连接，用于接收机载输入信号，对机载输入信号进行低噪声放大和下变频，输出机载中频信号；
本振板14，与机载下变频模块连接，用于为机载下变频模块提供时钟信号、本振信号，并进行电源滤波；本振板14具体包括：
10MHz时钟电路，与本振连接，用于为本振提供时钟信号；
本振，与机载下变频模块连接，用于为机载下变频模块提供本振信号；
电源滤波电路，用于进行电源滤波。
抗干扰基带处理模块16，用于通过射频检测和秒脉冲稳定度检测实现干扰报警功能。抗干扰基带处理模块16具体用于：
如果是压制式干扰，通过检测射频信号强度实现干扰检测报警功能；
如果是欺骗式干扰，首先检测位置的变化情况，如果位置发生的变化大于预设变化阈值，则确定完全不符合载体的实际运动规律，则检测秒脉冲的时间稳定度，如果秒脉冲有预设时间阈值以上的瞬间跳动，判定受到了欺骗式干扰。
此外，本发明实施例的抗欺骗抗干扰报警北斗授时装置采用双面对插PCB及一体化双面腔体隔离设计。
综上所述，本发明实施例采用自研的成熟的RX3606低功耗抗干扰射频芯片；采用低损耗射频前端滤波器；采用改进型抗烧毁电路，抗烧毁能力大于2W；采用双面对插PCB设计，插针、射频连接器通用；为了电磁屏蔽好，采用一体化双面腔体隔离设计。
以下结合附图，对本发明实施例的上述技术方案进行详细说明。
一、RNSS B3变频信道链路计算
天线输入信号底噪功率约为-100dBm。方案采用16位ADC，等效有效位数约14位，因此有效SNR=84dB；设AD最大输出功率+4dBm(参考峰峰值1V)，则AD等效噪声系数约21dB。RX3606（3.3V/204mA）增益设置为25dB时，噪声系数约13dB，OIP3=32dB。
级联要求单干扰干信比大于80dB,导航信号电平强度取值-125dBm，要求天线输入干扰电平强度大于-45dBm，考虑设计余量5dB, 仿真时天线输入干扰电平强度-40dBm，系统增益级联增益GAIN=43dB，噪声系数NF=1.7，OIP3=30，信道不饱和阻塞，满足要求。
二、抗烧毁设计
BD2 B3天线阵子接收到的信号直接被送到低噪放进行放大。为了防止强干扰信号烧毁低噪放电路，需要在低噪放前增加抗烧毁器件。限幅器选型上考虑插入损耗、P1dB压缩点、最大输入功率，设计选择限幅器SMP1330-085LF，该器件小信号输入差损小于0.1dB，射频前端插入损耗影响小；P1dB压缩点+9dBm，保护低噪放不被烧毁； CW信号最大输入功率3W，满足抗烧毁功率≥1W满足的要求。
三、抗干扰射频芯片RX3606
下变频信道采用RX3606搭建电路，RX3606为B1/B3频点的四通道抗干扰射频芯片，支持四通道同时工作，四路均可以实现B1/B3频点的抗干扰卫星信号接收。
RX3606片内集成四通道接收机，可以同时接收四路卫星导航信号，经过下变频、带通滤波、放大后输出给片外高性能模数转换器。片上集成了混频器、中频带通滤波器滤波、可变增益放大器、压控振荡器、小数分频锁相环和低压差线性稳压器等电路，仅需很少的外围元器件即可工作。
四、RNSS B3下变频信道设计
抗干扰下变频信道采用自研抗干扰射频芯片RX3606进行研制，4路RNSS B3下变频信道主要由前置滤波器、抗烧毁器件、低噪放（LNA）、镜像滤波器、RX3606集成芯片、低通滤波器组成，其组成框图如图2所示。
RNSS B3下变频信道技术指标如下：
输入信号频率RFB3in[1..4]：1268.52MHz±10.23MHz；
输出信号频率IFB3out[1..4]：46.52MHz±10.23MHz；
输入电压驻波比：≤2.0；
噪声系数：≤2.0dB；
增益：43dB±1.0dB；
三阶交调：≥55dBc（双音信号，间隔1MHz，0dBm/CH测试)
带外抑制：≥50dB@±23MHz；
镜像抑制：≥55dB;
带内杂散：≤-90dBm；
3dB带宽：≥20.46MHz；
抗烧毁输入功率：≥2W；
端口阻抗：50欧姆；
隔离度：≥50dB
五、射频模块接口设计
表1，抗干扰射频模块接口
序号 接口名称 连接器 电气特性 正面/背面 备注
RFB3in_1 SMA 射频信号 正面 RNSS B3 天线1射频输入
RFB3in_2 SMA 射频信号 正面 RNSS B3 天线2射频输入
RFB3in_3 SMA 射频信号 正面 RNSS B3 天线3射频输入
RFB3in_4 SMA 射频信号 正面 RNSS B3 天线4射频输入
机载输入 SMA 射频信号 正面 机载天线射频输入
IFB3out_1 射频线 中频信号 内部 RNSS B3 中频1输出
IFB3out_2 射频线 中频信号 内部 RNSS B3 中频2输出
IFB3out_3 射频线 中频信号 内部 RNSS B3 中频3输出
IFB3out_4 射频线 中频信号 内部 RNSS B3 中频4输出
机载中频输出 射频线 射频信号 内部 机载中频信号输出
CLK_62 射频线 时钟信号 内部 62MHz时钟输出
+5V 接插件 电源信号 侧面 +5V输入
GND 接插件 电源信号 侧面 地
六、抗干扰报警方案
抗干扰报警采用简化的硬件，只需要常规的天线、常规的板卡，后续增加一部分时间检测对比处理；通过射频检测和秒脉冲稳定度检测两方面实现干扰报警功能。如果是压制式干扰，普通板卡通过检测射频信号强度可实现干扰检测报警功能；如果是欺骗式干扰，首先板卡会检测位置的变化情况，如果位置发生了很大的变化，完全不符合载体的实际运动规律，同时检测秒脉冲的时间稳定度，如果秒脉冲有100ns以上的瞬间跳动，可以判定该设备受到了欺骗式干扰。
本发明实施例在没有增加硬件成本的情况下，通过了解和分析卫星导航设备及载体运动规律，实现干扰报警的功能。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种抗欺骗抗干扰报警北斗授时装置，其特征在于，包括：
下变频信道板，与抗干扰基带处理模块连接，采用RX3606低功耗抗干扰射频芯片，包括多个RNSS B3下变频信道，用于通过所述多个RNSS B3下变频信道接收相应天线的输入信号，基于所述输入信号进行RNSS B3变频信道链路计算，输出中频信号；
机载下变频模块，与本振板连接，用于接收机载输入信号，对所述机载输入信号进行低噪声放大和下变频，输出机载中频信号；
本振板，与所述机载下变频模块连接，用于为所述机载下变频模块提供时钟信号、本振信号，并进行电源滤波；
抗干扰基带处理模块，与所述下变频信道板连接，用于通过射频检测和秒脉冲稳定度检测实现干扰报警功能；所述抗干扰基带处理模块具体用于：
如果是压制式干扰，通过检测射频信号强度实现干扰检测报警功能；
如果是欺骗式干扰，首先检测位置的变化情况，如果位置发生的变化大于预设变化阈值，则确定完全不符合载体的实际运动规律，则检测秒脉冲的时间稳定度，如果秒脉冲有预设时间阈值以上的瞬间跳动，判定受到了欺骗式干扰。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述下变频信道板具体包括：
前置滤波器，与低噪声放大器LNA连接，用于对所述输入信号进行前置滤波；
低噪声放大器LNA，与镜像滤波器连接，用于对进行前置滤波后的输入信号进行低噪声放大；
镜像滤波器，与RX3606低功耗抗干扰射频芯片连接，用于对低噪声放大后的输入信号进行镜像滤波；
RX3606低功耗抗干扰射频芯片，与低通滤波器连接，用于对经过镜像滤波后的输入信号进行下变频和带通滤波，并在放大后输出；
低通滤波器，用于对所述RX3606低功耗抗干扰射频芯片输出的信号进行低通滤波，输出中频信号。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述下变频信道板还包括：
抗烧毁器件，设置于所述前置滤波器和所述低噪声放大器LNA之间，用于防止强干扰信号烧毁所述低噪声放大器LNA。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述下变频信道板采用16位ADC。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述抗烧毁器件为：限幅器SMP1330-085LF。
6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述RX3606低功耗抗干扰射频芯片为B1/B3频点的四通道抗干扰射频芯片，进行四通道同时工作，四通道用于实现B1/B3频点的抗干扰卫星信号接收。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述前置滤波器、所述抗烧毁器件、所述低噪声放大器LNA、所述镜像滤波器以及所述低通滤波器为四路。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述本振板具体包括：
10MHz时钟电路，与本振连接，用于为本振提供时钟信号；
本振，与机载下变频模块连接，用于为所述机载下变频模块提供本振信号；
电源滤波电路，用于进行电源滤波。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述抗欺骗抗干扰报警北斗授时装置采用双面对插PCB及一体化双面腔体隔离设计。
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