CN211653153U - 导航信号抗干扰系统 - Google Patents
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Abstract
本申请属于信号抗干扰的技术领域，提供了一种导航信号抗干扰系统，该系统包括：射频放大模块、抗干扰处理模块、混频模块、滤波放大模块和模数转换模块；天线的输出端与所述射频放大模块的信号输入端连接；所述抗干扰处理模块用于从入射所述天线的射频信号中提取干扰信号的频率，根据所述频率对所述射频放大模块输出的射频信号中所述干扰信号进行抑制，并将抑制所述干扰信号后的射频信号输出给混频模块；所述滤波放大模块的输入端与所述混频模块的输出端连接，所述滤波放大模块的输出端与所述模数转换模块的输入端连接；所述模数转换模块的输出端输出数字信号。本申请实施例解决电路复杂以及无法自动跟踪干扰信号进行干扰抑制的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及信号抗干扰的技术领域，尤其涉及一种导航信号抗干扰系统。
背景技术
随着卫星导航技术的飞速发展，卫星导航接收机的应用越来越广泛。但是，卫星导航射频信号到达接收机终端信号功率微弱，而空间电磁环境复杂多变，卫星导航接收机时常会受到环境或人为干扰影响，造成信号载噪比下降、误码率上升、定位精度下降，严重时甚至会定位错误或失效。为提高卫星导航接收机在微弱信号和恶劣电磁环境中的生存能力，对干扰信号进行抑制的抗干扰技术得到了越来越多的研究。
现有技术中，通常采用两种方式对导航信号中的干扰信号进行滤波。其中一种方式为采用输出与导航接收机的接收频带匹配的中频信号的信号处理模块，但该信号处理模块中包含多个滤波器和放大器等分立器件，导致电路模块体积大；且由于接收机接收通道中干扰信号的位置是不确定的，配置主机无法预知何处频率会出现干扰信号，该信号处理模块只能根据实际情况通过I2C接口配置，无法自动灵活调节。另一种方式为在连接天线的射频电路之后通过干扰处理模块对信号进行抗干扰处理，但设置于射频电路之后的干扰处理模块无法应付强干扰信号进入造成射频电路饱和以及工作失效的情形。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种导航信号抗干扰系统，以解决电路复杂以及无法自动跟踪干扰信号进行干扰抑制的问题。
本实用新型实施例提供了一种导航信号抗干扰系统，包括：射频放大模块、抗干扰处理模块、混频模块、滤波放大模块和模数转换模块；
天线的输出端与所述射频放大模块的信号输入端连接；
所述抗干扰处理模块用于从入射所述天线的射频信号中提取干扰信号的频率，根据所述频率对所述射频放大模块输出的射频信号中所述干扰信号进行抑制，并将抑制所述干扰信号后的射频信号输出给所述混频模块；
所述滤波放大模块的输入端与所述混频模块的输出端连接，所述滤波放大模块的输出端与所述模数转换模块的输入端连接；所述模数转换模块的输出端输出数字信号。
在一个实施示例中，所述抗干扰处理模块包括陷波器和干扰信号频率提取单元；其中，
所述干扰信号频率提取单元的干扰信号提取端与所述天线的输出端连接，所述干扰信号频率提取单元的输出端与所述陷波器的时钟输入端连接；
所述陷波器的输入端与所述射频放大模块的输出端连接，所述陷波器的输出端与所述混频模块的输入端连接。
在一个实施示例中，所述干扰信号频率提取单元包括：射频检波器、线性放大器、时钟锁存器和电平转换器；其中，
所述射频检波器从入射所述天线的射频信号中分检出干扰信号，并将所述干扰信号发送至所述线性放大器；所述线性放大器对所述干扰信号进行放大处理并发送至所述时钟锁存器；所述时钟锁存器将放大后的干扰信号锁存至稳定的时钟信号，并将所述时钟信号发送至所述电平转换器；所述电平转换器对所述时钟信号进行电平转换并发送至所述陷波器。
在一个实施示例中，所述混频模块包括频率综合器和混频器；其中，
所述频率综合器的输出端与所述混频器的时钟输入端连接；所述混频器的输入端与所述陷波器的输出端连接，所述混频器的输出端与所述滤波放大模块的输入端连接。
在一个实施示例中，所述射频放大模块包括低噪声放大器。
在一个实施示例中，所述滤波放大模块包括：中频滤波器和中频放大器。
在一个实施示例中，所述模数转换模块包括A/D模数转换器。
本实用新型实施例提供的一种导航信号抗干扰系统，通过天线的输出端与所述射频放大模块的信号输入端连接；所述抗干扰处理模块用于从入射所述天线的射频信号中提取干扰信号的频率，根据所述频率对所述射频放大模块输出的射频信号中所述干扰信号进行抑制，并将抑制所述干扰信号后的射频信号输出给所述混频模块；所述滤波放大模块的输入端与所述混频模块的输出端连接，所述滤波放大模块的输出端与所述模数转换模块的输入端连接；所述模数转换模块的输出端输出数字信号。将抗干扰处理模块设于射频电路之前对入射天线的导航信号进行干扰抑制处理，防止强干扰信号进入造成混频器及后级电路模块饱和甚至失效的情况。抗干扰处理模块通过从入射所述天线的射频信号中提取干扰信号的频率，根据所述频率对所述射频放大模块输出的射频信号中所述干扰信号进行抑制，实现自动跟踪干扰信号的频率变化，使得抗干扰处理模块能够自动跟踪干扰信号对导航信号进行干扰抑制且集成度高。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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实用新型的一些实施例，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是本实用新型实施例提供的导航信号抗干扰系统的结构示意图；
图2是本实用新型实施例提供的干扰信号频率提取单元的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。
本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。
实施例
如图1所示，是本实用新型实施例提供的导航信号抗干扰系统的结构示意图。本实施例可适用于接收机对导航卫星发出的导航信号进行接收的应用场景，该导航信号抗干扰系统可包括：射频放大模块11、抗干扰处理模块12、混频模块13、滤波放大模块14和模数转换模块15；
其中，天线的输出端与所述射频放大模块11的信号输入端连接。可选的，该天线可为接收机中接收导航信号的天线，通过天线的输出端与射频放大模块11的信号输入端连接，入射天线的射频信号即导航信号从天线传输至射频放大模块。射频放大模块11对输入的射频信号进行放大，实现前级放大的作用，保证整个射频前端链路的噪声系数足够低。
在一个实施示例中，射频放大模块11可为高线性度的低噪声放大器。
所述抗干扰处理模块12用于从入射所述天线的射频信号中提取干扰信号的频率，根据所述频率对所述射频放大模块11输出的射频信号中所述干扰信号进行抑制，并将抑制所述干扰信号后的射频信号输出给所述混频模块13；
具体地，当入射的射频信号经过射频放大模块11前级放大后传输至抗干扰处理模块12。抗干扰处理模块12具有干扰信号提取端与接收机天线的输出端连接，用于从入射天线的射频信号中提取干扰信号的频率。抗干扰处理模块12提取干扰信号的频率后，根据提取到的频率对射频放大模块11放大后的射频信号中干扰信号进行抑制，然后将抑制干扰信号后的射频信号输出给混频模块13。由于抗干扰处理模块能够从入射天线的射频信号中提取出干扰信号频率，使得抗干扰处理模块能够实时地跟踪干扰信号的频率变化。并且抗干扰处理模块根据提取到的频率对放大后的射频信号中干扰信号进行抑制，自动适应各种应用环境下的不同频率下的干扰信号并准确抑制射频信号即导航信号中的干扰信号。抗干扰处理模块可替代片外射频滤波器的作用，有助于降低接收机的成本和外围电路的复杂度，易于实现小型化和高集成度。
在一个实施示例中，抗干扰处理模块12可包括陷波器16和干扰信号频率提取单元17；其中，所述干扰信号频率提取单元17的干扰信号提取端与所述天线的输出端连接，所述干扰信号频率提取单元17的输出端与所述陷波器16的时钟输入端连接；所述陷波器16的输入端与所述射频放大模块11的输出端连接，所述陷波器16的输出端与所述混频模块13的输入端连接。
具体地，通过干扰信号频率提取单元17的干扰信号提取端与天线的输出端连接，可由抗干扰处理模块12中的干扰信号频率提取单元17从入射天线的射频信号中提取干扰信号的频率，并产生稳定的该干扰信号频率对应的时钟信号；通过干扰信号频率提取单元17的输出端与陷波器16的时钟输入端连接，干扰信号频率提取单元17将产生的时钟信号提供给陷波器16。
由于陷波器在时钟控制下具有非常强的频率选择性：对于频率位于时钟频率附近的射频信号，陷波器具有高输入阻抗；对于频率位置远离时钟频率的射频信号，陷波器具有低输入阻抗。陷波器16根据干扰信号频率的时钟信号确定陷波器16的中心频率，射频放大模块11放大后的射频信号输入确定中心频率的陷波器16后可对射频信号中干扰信号产生抑制效果。通过陷波器16的输出端与混频模块13的输入端连接，陷波器16将抑制干扰信号后的射频信号输出给混频模块13。使得导航信号抗干扰系统具有高频率选择性，能够借助时钟信号的作用，使时钟频率附近的干扰信号得到极大的抑制，同时不影响有用信号的正常通过。
在一个实施示例中，如图2所示为干扰信号频率提取单元的结构示意图。干扰信号频率提取单元17可包括：射频检波器21、线性放大器22、时钟锁存器23和电平转换器24；其中，
所述射频检波器21从入射所述天线的射频信号中分检出干扰信号，并将所述干扰信号发送至所述线性放大器22；所述线性放大器22对所述干扰信号进行放大处理并发送至所述时钟锁存器23；所述时钟锁存器23将放大后的干扰信号锁存至稳定的时钟信号，并将所述时钟信号发送至所述电平转换器24；所述电平转换器24对所述时钟信号进行电平转换并发送至所述陷波器16。
具体地，所述射频检波器21从入射所述天线的射频信号中分检出信号幅度最高的干扰信号并进行整形处理，然后将处理后的干扰信号发送至线性放大器22。线性放大器22对处理后的干扰信号进一步放大后发送至时钟锁存器23。时钟锁存器23将放大后的干扰信号锁存至稳定的时钟信号，并将所述时钟信号发送至电平转换器24。电平转换器24对该时钟信号进行电平转换成后级模块所需的电平并将电平转换后的时钟信号发送至陷波器16。
陷波器16将抑制干扰信号后的射频信号输出给混频模块13后，所述滤波放大模块14的输入端与所述混频模块13的输出端连接，所述滤波放大模块14的输出端与所述模数转换模块15的输入端连接；所述模数转换模块15的输出端输出数字信号。
具体地，混频模块13对输入的射频信号进行下变频使该射频信号变为中频信号并将该中频信号输入滤波放大模块14进行滤波放大处理。滤波放大模块14将滤波放大后的中频信号输入模数转换模块15，从而使得模数转换模块15将输入的中频模拟信号转换为中频数字信号，以用于对中频数字信号中的导航信息进行解析。可选的，模数转换模块15可为A/D模数转换器。
在一个实施示例中，混频模块13可包括：频率综合器18和混频器19；其中，所述频率综合器18的输出端与所述混频器19的时钟输入端连接；所述混频器19的输入端与所述陷波器16的输出端连接，所述混频器19的输出端与所述滤波放大模块14的输入端连接。
在一个实施示例中，滤波放大模块14可包括中频滤波器和中频放大器。通过中频滤波器和中频放大器对混频器13输出的中频信号进行滤波放大。
本实用新型实施例提供的一种导航信号抗干扰系统，通过天线的输出端与所述射频放大模块的信号输入端连接；所述抗干扰处理模块用于从入射所述天线的射频信号中提取干扰信号的频率，根据所述频率对所述射频放大模块输出的射频信号中所述干扰信号进行抑制，并将抑制所述干扰信号后的射频信号输出给所述混频模块；所述滤波放大模块的输入端与所述混频模块的输出端连接，所述滤波放大模块的输出端与所述模数转换模块的输入端连接；所述模数转换模块的输出端输出数字信号。将抗干扰处理模块设于射频电路之前对入射天线的导航信号进行干扰抑制处理，防止强干扰信号进入造成混频器及后级电路模块饱和甚至失效的情况。抗干扰处理模块通过从入射所述天线的射频信号中提取干扰信号的频率，根据所述频率对所述射频放大模块输出的射频信号中所述干扰信号进行抑制，实现自动跟踪干扰信号的频率变化，使得抗干扰处理模块能够自动跟踪干扰信号对导航信号进行干扰抑制且集成度高。
在本实用新型所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种导航信号抗干扰系统，其特征在于，包括：射频放大模块、抗干扰处理模块、混频模块、滤波放大模块和模数转换模块；
天线的输出端与所述射频放大模块的信号输入端连接；
所述抗干扰处理模块用于从入射所述天线的射频信号中提取干扰信号的频率，根据所述频率对所述射频放大模块输出的射频信号中所述干扰信号进行抑制，并将抑制所述干扰信号后的射频信号输出给所述混频模块；
所述滤波放大模块的输入端与所述混频模块的输出端连接，所述滤波放大模块的输出端与所述模数转换模块的输入端连接；所述模数转换模块的输出端输出数字信号。
2.如权利要求1所述的导航信号抗干扰系统，其特征在于，所述抗干扰处理模块包括陷波器和干扰信号频率提取单元；其中，
所述干扰信号频率提取单元的干扰信号提取端与所述天线的输出端连接，所述干扰信号频率提取单元的输出端与所述陷波器的时钟输入端连接；
所述陷波器的输入端与所述射频放大模块的输出端连接，所述陷波器的输出端与所述混频模块的输入端连接。
3.如权利要求2所述的导航信号抗干扰系统，其特征在于，所述干扰信号频率提取单元包括：射频检波器、线性放大器、时钟锁存器和电平转换器；其中，
所述射频检波器从入射所述天线的射频信号中分检出干扰信号，并将所述干扰信号发送至所述线性放大器；所述线性放大器对所述干扰信号进行放大处理并发送至所述时钟锁存器；所述时钟锁存器将放大后的干扰信号锁存至稳定的时钟信号，并将所述时钟信号发送至所述电平转换器；所述电平转换器对所述时钟信号进行电平转换并发送至所述陷波器。
4.如权利要求3所述的导航信号抗干扰系统，其特征在于，所述混频模块包括混频器；其中，
所述混频器的输入端与所述陷波器的输出端连接，所述混频器的输出端与所述滤波放大模块的输入端连接。
5.如权利要求4所述的导航信号抗干扰系统，其特征在于，所述混频模块还包括频率综合器；其中，所述频率综合器的输出端与所述混频器的时钟输入端连接。
6.如权利要求1所述的导航信号抗干扰系统，其特征在于，所述射频放大模块包括低噪声放大器。
7.如权利要求1所述的导航信号抗干扰系统，其特征在于，所述滤波放大模块包括：中频滤波器和中频放大器。
8.如权利要求1所述的导航信号抗干扰系统，其特征在于，所述模数转换模块包括A/D模数转换器。
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