CN205139376U - 一种卫星导航抗干扰装置 - Google Patents
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Abstract
一种卫星导航抗干扰装置，它包括顺次连接的天线阵列、射频板和抗干扰板；抗干扰板包括顺次连接的模数转换模块、导航粗捕获模块、控制单元模块、抗干扰处理模块和数模转换模块；天线阵列将接收到的卫星导航射频信号作放大处理后输送给射频板进行下变频处理，经模数转换模块将模拟信号转换为数字信号后并由导航粗捕获模块解算平均信噪比；控制单元模块根据主天线与备选天线接收信号所解算的平均信噪比低3dB以上时，可控制抗干扰处理模块切换主天线的使用；它采用主天线切换技术来实现稳定输出卫星导航信号的目的，并且整体结构简单，安装和操作方便，制造成本低，易于普及推广使用；它广泛适用于各种卫星导航设备配套使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种卫星导航抗干扰装置。
背景技术
随着卫星导航系统在全球范围内发挥着愈发重要的角色，针对卫星导航信号的各种接收装置也被广泛研制；由于到达用户终端的卫星信号非常微弱，淹没于噪声之下，容易受到复杂的电磁环境干扰以及人为的干扰，因此卫星导航接收机抗干扰技术逐步成为接收机设计的一项关键技术。
当前卫星导航抗干扰技术常基于阵列天线抗干扰技术，大体如下：
法向约束抗干扰模式：这种工作模式将天线阵平面的法线方向作为天线阵列增益最大方向，根据干扰来向自适应调整天线阵列零陷位置，自适应地抑制干扰信号；天线阵列在法向约束下的阵列方向图具有较窄的主瓣，和较大的主瓣增益，因此在接收高仰角卫星信号时具有一定优势，但很难收到俯仰角较低的卫星信号，致使总收星数目下降，尤其当天线阵面发生倾斜时，收星情况会进一步恶化，进而影响到抗干扰性能。
无约束抗干扰模式：这种工作模式在保证单个阵元增益为常数的约束条件下使总的输出功率最小却不至于为零，被约束的天线阵元常被称为主天线，其余天线被称为副天线，其阵列方向图较法向约束抗干扰模式有主瓣较宽的特点，但阵列法向增益不及法向约束抗干扰模式；在无约束抗干扰模式，可以收到俯仰角较低的卫星信号，在收星数目上具有一定优势，常用在多导航制式的抗干扰系统当中，但无约束抗干扰模式中存在系统稳定性不足的问题；由于采用约束主天线增益为常数的约束条件并使总的输出功率最小，因此当主天线出现故障时，系统便无法保证正常的收星工作，将会给系统带来颠覆性影响。
实用新型内容
针对上述情况，本实用新型目的在于提供一种卫星导航抗干扰装置，它采用对比两路信号的信噪比实现主天线切换来达到稳定输出卫星导航信号的目的；并且整体结构科学合理，安装和操作方便，制造成本低，无环境污染，易于普及推广使用。
为实现上述任务，一种卫星导航抗干扰装置，它包括顺次连接的天线阵列、射频板和抗干扰板；所述天线阵列包括主天线和备选天线，所述抗干扰板包括顺次连接的模数(A/D)转换模块、导航粗捕获模块、控制单元模块、抗干扰处理模块和数模(D/A)转换模块；所述天线阵列用于将接收到的卫星导航射频信号输送给射频板并对主天线和备选天线接收的信号作低噪声放大处理；所述射频板对经低噪声放大处理后的主天线和备选天线接收的信号分别作下变频处理，即将射频信号变频至中频后输送到抗干扰板；所述模数(A/D)转换模块对主天线和备选天线的中频模拟信号经A/D采样分别转换为数字信号，所述导航粗捕获模块对模数转换后的主天线和备选天线数字信号分别解算平均信噪比，所述控制单元模块根据主天线与备选天线数字信号所解算的平均信噪比来做出主天线选用决策，从而控制所述抗干扰处理模块切换主天线的使用，抗干扰处理后的数字信号输送给数模(D/A)转换模块，由数模(D/A)转换模块将数字信号经D/A转换为模拟信号并输出用于卫星导航设备定位导航。
为实现本实用新型结构、效果优化，其进一步的措施：所述控制单元模块选用主天线的决策程序为：当主天线接收数据经过导航粗捕获模块所解算的平均信噪比相对于备选天线接收数据经过导航粗捕获模块所解算的平均信噪比低3dB(分贝)以上时，则立即切换备选天线为主天线，否则继续维持原主天线的使用。
所述天线阵列包括四个天线阵元，布阵方式为三根副天线位于以主天线为圆心的同一圆周上并分开布置，所述备选天线为副天线中接收导航信号最强的一根。
所述天线阵列还包括电子开关和内置的低噪声放大器，所述电子开关用于选择主天线和备选天线。
所述天线阵列内置的低噪声放大器用于对电子开关所选择的主天线和备选天线接收的信号作低噪声放大处理。
所述射频板包括两个接收通道分别用于接收主天线和备选天线经低噪声放大处理后的模拟信号并作下变频处理。
所述抗干扰板上的模数(A/D)转换模块包括两路信号转换通道，分别用于对主天线和备选天线的中频模拟信号经A/D采样转换为数字信号。
所述抗干扰板上的导航粗捕获模块包括两路信号处理通道，分别用于对模数(A/D)转换后的主天线和备选天线数字信号解算平均信噪比。
所述抗干扰板上的抗干扰处理模块能根据控制单元模块给出的天线选用决策来选用主天线，并对天线接收处理后的数据进行抗干扰处理。
本实用新型一种卫星导航抗干扰装置，它包括顺次连接的天线阵列、射频板和抗干扰板；所述抗干扰板包括顺次连接的模数(A/D)转换模块、导航粗捕获模块、控制单元模块、抗干扰处理模块和数模(D/A)转换模块；所述天线阵列用于将接收到的卫星导航射频信号输送给射频板并对主天线和备选天线接收的信号作低噪声放大处理；所述射频板对经低噪声放大处理后的主天线和备选天线接收的信号分别作下变频处理，将射频信号变频至中频后输送到抗干扰板；所述模数(A/D)转换模块对主天线和备选天线的中频模拟信号经A/D采样分别转换为数字信号，导航粗捕获模块对模数(A/D)转换后的主天线和备选天线数字信号分别解算平均信噪比；所述控制单元模块根据对主天线和备选天线数字信号所解算的平均信噪比来做出主天线选用决策从而控制所述抗干扰处理模块切换主天线的使用，即当主天线接收数据经过导航粗捕获模块所解算的平均信噪比相对于备选天线接收数据经过导航粗捕获模块所解算的平均信噪比低3dB(分贝)以上时，则立即切换备选天线为主天线，否则继续维持原主天线的使用；抗干扰处理后的数字信号输送给数模(D/A)转换模块，由数模(D/A)转换模块将数字信号经D/A转换为模拟信号并输出用于卫星导航设备定位导航的技术方案；它采用对比两路信号的信噪比实现主天线切换来达到稳定输出卫星导航信号的目的；并且整体结构科学合理，安装和操作方便，制造成本低，无环境污染，易于普及推广使用。
本实用新型相比现有技术所产生的有益效果：
Ⅰ、本实用新型采用控制单元模块根据对主天线和备选天线数字信号所解算的平均信噪比低3dB以上时可控制切换主天线的技术方案，能有效保障稳定输出卫星导航信号；
Ⅱ、本实用新型采用天线阵列包括电子开关和内置的低噪声放大器，方便实现主天线和备选天线的选择，并有利于对导航信号解算信噪比；
Ⅲ、本实用新型采用三根副天线位于以主天线为圆心的同一圆周上并分开布置，有利于接收不同来向的卫星导航射频信号，也有利于电子开关选择信号最好方向的备选天线；
Ⅳ、本实用新型采用对比两路信号的信噪比实现主天线切换来达到稳定输出卫星导航信号的目的；并且整体结构科学合理，安装和操作方便，设备使用寿命长，制造成本低，无环境污染，市场前景广阔，便于推广使用。
本实用新型广泛适用于各种卫星导航设备配套使用。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。
附图说明
构成本申请一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
图1为本实用新型的天线阵列示意图。
图2为本实用新型的工作流程图。
图3为本实用新型的整体结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的天线阵列包括四个天线阵元，布阵方式为三根副天线位于以主天线为圆心的同一圆周上并分开布置；所述天线阵列包括电子开关和内置的低噪声放大器，所述电子开关用于选择主天线以及在三根副天线中选择一根接收导航信号最强的作为备选天线，所述天线阵列内置的低噪声放大器用于对电子开关所选择的主天线和备选天线接收的信号作低噪声放大处理。
如图2所示，本实用新型的工作流程：首先由天线阵列的电子开关选择主天线及在三根副天线中选择一根接收导航信号最强的副天线作为备选天线，并由内置的低噪声放大器对主天线和备选天线接收的信号作低噪声放大处理；所述射频板对经低噪声放大处理后的主天线和备选天线接收的信号分别作下变频处理，即将射频信号变频至中频后输送到抗干扰板；所述模数(A/D)转换模块对主天线和备选天线的中频模拟信号经A/D采样分别转换为数字信号，导航粗捕获模块对模数(A/D)转换后的主天线和备选天线数字信号分别解算平均信噪比；所述控制单元模块根据对主天线和备选天线数字信号所解算的平均信噪比来做出主天线选用决策从而控制抗干扰处理模块切换主天线的使用，即当主天线接收数据经过导航粗捕获模块所解算的平均信噪比相对于备选天线接收数据经过导航粗捕获模块所解算的平均信噪比低3dB(分贝)以上时，则立即切换备选天线为主天线，否则继续维持原主天线的使用；抗干扰处理后的数字信号输送给数模(D/A)转换模块，由数模(D/A)转换模块将数字信号经D/A转换为模拟信号并输出用于卫星导航设备定位导航；当主天线由于某种原因出现故障时，主天线经过导航粗捕获模块所解算的平均信噪比将会下降甚至无法解算，此时控制单元模块能控制抗干扰处理模块将主天线切换至备选天线工作，能有效克服单点失效，增强卫星导航系统的稳定性。
如图3所示，本实用新型的结构包括顺次连接的天线阵列、射频板和抗干扰板；所述抗干扰板包括顺次连接的模数(A/D)转换模块、导航粗捕获模块、控制单元模块、抗干扰处理模块和数模(D/A)转换模块；所述射频板包括两个接收通道分别用于接收主天线和备选天线经低噪声放大处理后的模拟信号并作下变频处理；所述抗干扰板上的模数
(A/D)转换模块包括两路信号转换通道，分别用于对主天线和备选天线的中频模拟信号经A/D采样转换为数字信号；所述抗干扰板上的导航粗捕获模块包括两路信号处理通道，分别用于对模数(A/D)转换后的主天线和备选天线数字信号解算平均信噪比；所述抗干扰板上的抗干扰处理模块能根据控制单元模块给出的天线选用决策来选用主天线，并对天线接收处理后的数据进行抗干扰处理。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化；凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种卫星导航抗干扰装置，其特征在于包括顺次连接的天线阵列、射频板和抗干扰板；所述天线阵列包括主天线和备选天线，所述抗干扰板包括顺次连接的模数转换模块、导航粗捕获模块、控制单元模块、抗干扰处理模块和数模转换模块；所述天线阵列用于将接收到的卫星导航射频信号输送给射频板并对主天线和备选天线接收的信号作低噪声放大处理；所述射频板对经低噪声放大处理后的主天线和备选天线接收的信号分别作下变频处理，即将射频信号变频至中频后输送到抗干扰板；所述模数转换模块对主天线和备选天线的中频模拟信号经A/D采样分别转换为数字信号，所述导航粗捕获模块对模数转换后的主天线和备选天线数字信号分别解算平均信噪比，所述控制单元模块根据主天线与备选天线数字信号所解算的平均信噪比来做出主天线选用决策，从而控制所述抗干扰处理模块切换主天线的使用，抗干扰处理后的数字信号输送给数模转换模块，由数模转换模块将数字信号经D/A转换为模拟信号并输出用于卫星导航设备定位导航。
2.根据权利要求1所述的一种卫星导航抗干扰装置，其特征在于所述天线阵列包括四个天线阵元，布阵方式为三根副天线位于以主天线为圆心的同一圆周上并分开布置，所述备选天线为副天线中接收导航信号最强的一根。
3.根据权利要求2所述的一种卫星导航抗干扰装置，其特征在于所述天线阵列还包括电子开关和内置的低噪声放大器，所述电子开关用于选择主天线和备选天线。
4.根据权利要求3所述的一种卫星导航抗干扰装置，其特征在于所述天线阵列内置的低噪声放大器用于对电子开关所选择的主天线和备选天线接收的信号作低噪声放大处理。
5.根据权利要求1所述的一种卫星导航抗干扰装置，其特征在于所述射频板包括两个接收通道分别用于接收主天线和备选天线经低噪声放大处理后的模拟信号并作下变频处理。
6.根据权利要求1所述的一种卫星导航抗干扰装置，其特征在于所述抗干扰板上的模数转换模块包括两路信号转换通道，分别用于对主天线和备选天线的中频模拟信号经A/D采样转换为数字信号。
7.根据权利要求1所述的一种卫星导航抗干扰装置，其特征在于所述抗干扰板上的导航粗捕获模块包括两路信号处理通道，分别用于对模数转换后的主天线和备选天线数字信号解算平均信噪比。
8.根据权利要求1所述的一种卫星导航抗干扰装置，其特征在于所述抗干扰板上的抗干扰处理模块能根据控制单元模块给出的天线选用决策来选用主天线，并对天线接收处理后的数据进行抗干扰处理。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201520603015.7U CN205139376U (zh) | 2015-08-12 | 2015-08-12 | 一种卫星导航抗干扰装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN (1) | CN205139376U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106646528A (zh) * | 2016-11-03 | 2017-05-10 | 中国科学院云南天文台 | 基于辅助天线消除太阳射电爆发对导航信号干扰的系统及方法 |
| CN110716214A (zh) * | 2018-10-31 | 2020-01-21 | 北京北斗星通导航技术股份有限公司 | 一种信号处理方法及装置 |
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2015
- 2015-08-12 CN CN201520603015.7U patent/CN205139376U/zh active Active
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