本發(fā)明涉及衛(wèi)星導(dǎo)航信號處理，更具體地說，特別涉及一種適用于抗干擾接收機的衛(wèi)星導(dǎo)航信號轉(zhuǎn)發(fā)裝置。

背景技術(shù)：

1、在衛(wèi)星導(dǎo)航信號無法直接入射的場所，通常利用信號轉(zhuǎn)發(fā)器來轉(zhuǎn)發(fā)衛(wèi)星信號實現(xiàn)接收機的定位。接收天線接收的衛(wèi)星信號功率在-133dbm左右，明顯低于-100dbm的噪聲功率，因此衛(wèi)星導(dǎo)航信號為弱信號。常規(guī)的信號轉(zhuǎn)發(fā)器工作原理為接收天線架設(shè)于房頂?shù)乳_闊地帶，經(jīng)過濾波、放大等處理后通過有線方式輸入到室內(nèi)，然后通過轉(zhuǎn)發(fā)天線輻射到接收設(shè)備，通常接收機接收的轉(zhuǎn)發(fā)信號功率高于噪聲功率，在-50dbm~-90dbm之間。常規(guī)的信號轉(zhuǎn)發(fā)器對于普通的接收機來說是適用的，但對于室內(nèi)的天線陣抗干擾接收機來說，強功率信號會使得接收機誤以為是干擾信號而將其完全抑制，導(dǎo)致接收機不能正常接收信號；通過將轉(zhuǎn)發(fā)信號的功率降低到-100dbm以下時，又會導(dǎo)致接收信號信噪比的進一步下降，抗干擾接收機同樣不能穩(wěn)定接收信號。

2、干擾接收機信號接收的本質(zhì)要求是接收信號總功率不能高于噪聲功率，否則將被強烈抑制掉，同時需要衛(wèi)星信號的信噪比達到一定的靈敏度要求，以保證衛(wèi)星信號的穩(wěn)定接收。因此可以將陣列合成技術(shù)引入到衛(wèi)星導(dǎo)航信號轉(zhuǎn)發(fā)裝置，采用多個接收天線同時接收衛(wèi)星信號，對多個天線的衛(wèi)星信號進行同時跟蹤，得到各個載波相位信息，然后使用相干合成技術(shù)提高衛(wèi)星信號的功率，提升衛(wèi)星信號的信噪比；在此基礎(chǔ)上，降低轉(zhuǎn)發(fā)天線的輸出功率，使得接收機接收到的信號功率始終低于噪聲功率，保證抗干擾接收機不會將轉(zhuǎn)發(fā)信號抑制掉，抗干擾接收機可以穩(wěn)定接收信號。因此，可以開發(fā)一種適用于抗干擾接收機的衛(wèi)星導(dǎo)航信號轉(zhuǎn)發(fā)裝置。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種適用于抗干擾接收機的衛(wèi)星導(dǎo)航信號轉(zhuǎn)發(fā)裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷。

2、為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、一種適用于抗干擾接收機的衛(wèi)星導(dǎo)航信號轉(zhuǎn)發(fā)裝置，包括：

4、接收天線陣列模塊，用于實現(xiàn)多個天線同時接收衛(wèi)星導(dǎo)航信號；

5、處理模塊，用于實現(xiàn)對各個衛(wèi)星信號的跟蹤、參數(shù)提取、相干合成和轉(zhuǎn)發(fā)合成

6、轉(zhuǎn)發(fā)天線模塊，用于實現(xiàn)合成信號的轉(zhuǎn)發(fā)輸出；

7、所述接收天線陣列模塊、處理模塊和轉(zhuǎn)發(fā)天線模塊依次連接；

8、進一步地，所述處理模塊包括m個衛(wèi)星跟蹤單元、m個衛(wèi)星合成單元和1個轉(zhuǎn)發(fā)合成單元，所述衛(wèi)星跟蹤單元、衛(wèi)星合成單元和轉(zhuǎn)發(fā)合成單元依次連接，m為轉(zhuǎn)發(fā)的衛(wèi)星信號個數(shù)；

9、第i個衛(wèi)星跟蹤單元同時跟蹤n個天線的衛(wèi)星i信號，輸出n個衛(wèi)星信號的載波相位差值：

10、；

11、式中，n為陣列天線的個數(shù)，n為天線索引，i為衛(wèi)星索引，為天線n接收的衛(wèi)星i的載波初相位，設(shè)第1個天線為參考天線，為參考天線接收的衛(wèi)星i的載波初相位，第i個衛(wèi)星合成單元完成對n個天線的衛(wèi)星i信號的相干合成，相干合成的系數(shù)為：

12、；

13、式中，j為虛數(shù)符號，衛(wèi)星合成單元輸出的相干合成信號si(t)為：

14、；

15、式中，rn(t)為第n個天線輸出的數(shù)字基帶信號，si(t)為合成單元輸出的相干合成信號，t為時間，為衛(wèi)星i的信號幅度，為衛(wèi)星i的偽碼，為衛(wèi)星i的載波頻率，第i個衛(wèi)星的信號幅度增加n倍，噪聲功率增加倍，則該顆衛(wèi)星信號的信噪比增益g為：；

16、式中，log10()為以10為底的對數(shù)函數(shù)；

17、轉(zhuǎn)發(fā)合成單元完成對m個相干合成信號的轉(zhuǎn)發(fā)合成，輸出轉(zhuǎn)發(fā)基帶信號p(t)為：；

18、式中，m為轉(zhuǎn)發(fā)衛(wèi)星的個數(shù)。

19、進一步地，所述接收天線陣列模塊完成多個天線的信號濾波、放大、混頻和模數(shù)轉(zhuǎn)換功能，再輸出多個天線的數(shù)字基帶陣列信號 r n(t)，其表達式為：

20、；

21、式中，t為時間，為衛(wèi)星i的信號幅度，j為虛數(shù)符號，n為陣列天線的個數(shù)，n為天線索引，i為衛(wèi)星索引，為衛(wèi)星i的偽碼，為衛(wèi)星i的載波頻率，為天線n接收的衛(wèi)星i的載波初相位，n(t)為高斯白噪聲，exp()為指數(shù)函數(shù)。

22、進一步地，所述轉(zhuǎn)發(fā)天線模塊完成轉(zhuǎn)發(fā)基帶信號p(t)的數(shù)模轉(zhuǎn)換、上變頻、放大和輸出，轉(zhuǎn)發(fā)天線輻射功率 p t計算公式如下：

23、；

24、式中，pr為抗干擾接收機的接收的轉(zhuǎn)發(fā)信號功率， l loss為路徑損耗， g t為轉(zhuǎn)發(fā)天線的增益， g r為抗干擾接收機接收天線的增益。

25、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：本發(fā)明采用多個接收天線同時接收衛(wèi)星信號，使用相干合成技術(shù)提高衛(wèi)星信號的功率，提升衛(wèi)星信號的信噪比，同時降低轉(zhuǎn)發(fā)天線的輸出功率，使得抗干擾接收機接收的轉(zhuǎn)發(fā)信號功率始終低于噪聲功率，保證抗干擾接收機能夠穩(wěn)定接收轉(zhuǎn)發(fā)信號。

技術(shù)特征：

1.一種適用于抗干擾接收機的衛(wèi)星導(dǎo)航信號轉(zhuǎn)發(fā)裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于抗干擾接收機的衛(wèi)星導(dǎo)航信號轉(zhuǎn)發(fā)裝置，其特征在于，所述接收天線陣列模塊完成多個天線的信號濾波、放大、混頻和模數(shù)轉(zhuǎn)換功能，再輸出多個天線的數(shù)字基帶陣列信號rn(t)，其表達式為：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于抗干擾接收機的衛(wèi)星導(dǎo)航信號轉(zhuǎn)發(fā)裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)發(fā)天線模塊完成轉(zhuǎn)發(fā)基帶信號p(t)的數(shù)模轉(zhuǎn)換、上變頻、放大和輸出，轉(zhuǎn)發(fā)天線輻射功率pt計算公式如下：；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種適用于抗干擾接收機的衛(wèi)星導(dǎo)航信號轉(zhuǎn)發(fā)裝置，包括：接收天線陣列模塊，用于實現(xiàn)多個天線同時接收衛(wèi)星導(dǎo)航信號；處理模塊，用于實現(xiàn)對各個衛(wèi)星信號的跟蹤、參數(shù)提取、相干合成和轉(zhuǎn)發(fā)合成；轉(zhuǎn)發(fā)天線模塊，用于實現(xiàn)合成信號的轉(zhuǎn)發(fā)輸出；所述接收天線陣列模塊、處理模塊和轉(zhuǎn)發(fā)天線模塊依次連接。本發(fā)明采用多個接收天線同時接收衛(wèi)星信號，使用相干合成技術(shù)提高衛(wèi)星信號的功率，提升衛(wèi)星信號的信噪比，同時降低轉(zhuǎn)發(fā)天線的輸出功率，使得抗干擾接收機接收的轉(zhuǎn)發(fā)信號功率始終低于噪聲功率，保證抗干擾接收機能夠穩(wěn)定接收轉(zhuǎn)發(fā)信號。

技術(shù)研發(fā)人員：趙鵬,張國柱,羅敏,吳禮杰,成葵交,邱兆坤,王孝輝,蘇暢
受保護的技術(shù)使用者：湖南跨線橋航天科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19