一种卫星导航接收机上的抗干扰天线.pdf

本发明公开了一种卫星导航接收机上的抗干扰天线，包括依次连接的天线阵、射频前端模块、下变频模块、自适应处理模块和波束成型网络；天线阵包括圆盘及安装在圆盘表面的N个微带天线阵元，天线阵内置功率倒置算法；射频前端模块包含N个射频前端，射频前端包括依次连接的第一带通滤波器、放大器、混频器、第二带通滤波器和中频放大器，射频本振信号发生器与混频器连接；下变频模块包含N个下变频器；自适应处理模块包含N个自适应处理器，自适应处理器内带有自适应算法；4≤N≤7。本发明结构简单，设计合理，易于实现，抗干扰效果好，适用范围广。

权利要求书
1.  一种卫星导航接收机上的抗干扰天线，其特征在于，包括依次连接的天线阵、射频前端模块、下变频模块、自适应处理模块和波束成型网络；所述天线阵包括圆盘以及安装在圆盘表面的N个微带天线阵元，相邻阵元间距取接收信号中心频率波长的1/2，所述天线阵内置功率倒置算法；所述射频前端模块包含N个射频前端，所述射频前端包括第一带通滤波器、放大器、混频器、射频本振信号发生器、第二带通滤波器和中频放大器，所述第一带通滤波器依次通过放大器、混频器、第二带通滤波器与中频放大器连接，所述射频本振信号发生器与混频器连接；所述下变频模块包含N个下变频器；所述自适应处理模块包含N个自适应处理器，所述自适应处理器内带有自适应算法；其中，4≤N≤7。

2.  根据权利要求1所述的卫星导航接收机上的抗干扰天线，其特征在于，所述天线阵内带有功率倒置算法。

3.  根据权利要求1所述的卫星导航接收机上的抗干扰天线，其特征在于，所述圆盘上设有径向移动机构，所述径向移动机构通过滑槽与圆盘连接。

4.  根据权利要求3所述的卫星导航接收机上的抗干扰天线，其特征在于，所述天线阵为N元圆形天线阵，其中1个微带天线阵元安装在圆盘的圆心位置，其余N-1个微带天线阵元固定在径向移动机构上，且N-1个微带天线阵元排列在以该微带天线阵元为圆心的同一圆周上。

5.  根据权利要求1所述的卫星导航接收机上的抗干扰天线，其特征在于，所述微带天线阵元为方形微带贴片，所述方形微带贴片的对角线中心处表面开有四个辐射槽。

6.  根据权利要求1所述的卫星导航接收机上的抗干扰天线，其特征在于，所述微带天线阵元为双层贴片天线，所述双层贴片天线的底层贴片开有U型槽。

7.  根据权利要求1所述的卫星导航接收机上的抗干扰天线，其特征在于，所述N为4。

说明书一种卫星导航接收机上的抗干扰天线
技术领域
    本发明涉及卫星导航定位技术领域，尤其涉及一种卫星导航接收机上的抗干扰天线。
背景技术
全球卫星导航定位系统(GNSS=Global Navigation Satellite System)是一种以卫星为基础的无线电导航系统。系统可发送高精度、全天时、全天候、连续实时的导航、定位和授时信息，是一种可供海陆空领域的军民用户共享的信息资源。卫星导航定位是指利用卫星导航定位系统提供位置、速度及时间等信息来完成对各种目标的定位、导航、监测和管理。 
目前，全球卫星导航定位系统GNSS包含了美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、中国的Compass(北斗)、欧盟的 Galileo系统，可用的卫星数目达到100颗以上。
由于卫星导航发射的卫星信号到达地面用户接收机时相当微弱（大约-160dBW），比接收机的热噪声还要低约30dB，微弱的干扰就可能导致卫星导航接收机的不稳定，特别是人为的恶性干扰，导致系统精度降低甚至无法正常工作、失去导航能力，卫星导航抗干扰技术已经成为卫星导航接收机急需解决的关键问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种卫星导航接收机上的抗干扰天线，结构简单、抗干扰效果好，实现了360°全方位的信号接收。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种卫星导航接收机上的抗干扰天线，包括依次连接的天线阵、射频前端模块、下变频模块、自适应处理模块和波束成型网络；所述天线阵包括圆盘以及安装在圆盘表面的N个微带天线阵元，相邻阵元间距取接收信号中心频率波长的1/2，所述天线阵内置功率倒置算法；所述射频前端模块包含N个射频前端，所述射频前端包括第一带通滤波器、放大器、混频器、射频本振信号发生器、第二带通滤波器和中频放大器，所述第一带通滤波器依次通过放大器、混频器、第二带通滤波器与中频放大器连接，所述射频本振信号发生器与混频器连接；所述下变频模块包含N个下变频器；所述自适应处理模块包含N个自适应处理器，所述自适应处理器内带有自适应算法；其中，4≤N≤7。
作为本发明进一步的方案：所述天线阵内带有功率倒置算法。
作为本发明进一步的方案：所述圆盘上设有径向移动机构，所述径向移动机构通过滑槽与圆盘连接。
作为本发明进一步的方案：所述天线阵为N元圆形天线阵，其中1个微带天线阵元安装在圆盘的圆心位置，其余N-1个微带天线阵元固定在径向移动机构上，且N-1个微带天线阵元排列在以该微带天线阵元为圆心的同一圆周上。
作为本发明进一步的方案：所述微带天线阵元为方形微带贴片，所述方形微带贴片的对角线中心处表面开有四个辐射槽。
作为本发明进一步的方案：所述微带天线阵元为双层贴片天线，所述双层贴片天线的底层贴片开有U型槽。
作为本发明进一步的方案：所述N为4。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过改进的N个微带天线形成圆形的信号接收覆盖区域，实现了360°全方位的信号接收。在径向移动机构的径向移动作用下，本发明可以对相邻微带天线阵元间距进行调整，从而有效抑制潜在干扰或人为干扰，保障卫星导航接收机导航数据的正常解算。本发明结构简单，设计合理，易于实现，抗干扰效果好，适用范围广。
附图说明
图1是一种卫星导航接收机上的抗干扰天线的结构框图；
图2是一种卫星导航接收机上的抗干扰天线的射频前端模块结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例及附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图2，本发明实施例中，一种卫星导航接收机上的抗干扰天线，包括依次连接的天线阵、射频前端模块、下变频模块、自适应处理模块和波束成型网络；天线阵包括圆盘和N个微带天线阵元，N个微带天线阵元安装在圆盘表面，4≤N≤7，相邻阵元间距取接收信号中心频率波长的1/2，天线阵内置功率倒置算法，圆盘上设有一个径向移动机构，径向移动机构通过滑槽与圆盘连接；射频前端模块包含N个射频前端，射频前端包括第一带通滤波器、放大器、混频器、射频本振信号发生器、第二带通滤波器和中频放大器，其中，第一带通滤波器、放大器、混频器、第二带通滤波器和中频放大器依次连接，射频本振信号发生器连接混频器输入本振信号；下变频模块包含N个下变频器，用于将数字信号转换成模拟信号；自适应处理模块包含N个自适应处理器，所述自适应处理器内置自适应算法，根据自适应空间滤波器或波束成型算法以及估计的来波方向产生权值；波束成型网络进行动态自适应加权处理，以产生期望的自适应波束。
本发明实施例中，天线阵为4元圆形天线阵，其中1个微带天线阵元安装在圆盘的圆心位置，其余3个微带天线阵元固定在径向移动机构上，且这3个微带天线阵元排列于以该微带天线阵元为圆心的同一圆周上，这3个微带天线阵元可随径向移动机构在圆盘上进行径向移动，以调整阵元间距，达到更好的抗干扰效果。
为了解决微带天线的带宽偏窄的问题，可以选择对角线中心处表面开有四个辐射槽的方形微带贴片作为微带天线阵元，还可以选择双层重叠贴片且底层贴片开有U型槽的双层贴片天线作为微带天线阵元，均可以大幅度提高带宽。
天线阵内置的功率倒置算法对接收到的有用信号和干扰信号，均加以抑制，其波束图在各个有用信号和干扰信号方向产生零陷，且信号越强，对应的零陷越深，对强干扰信号的消除非常理想，因而这种阵列对微弱信号的接收非常有效。
所述卫星导航接收机上的抗干扰天线的工作原理为：天线阵接收信号后，射频前端对接收到的信号进行滤波和放大，下变频器将接收到的模拟信号转换为数字信号便于处理，自适应处理器分别针对接收到的信号进行加权，波束成型网络对加权信号进行综合处理以产生期望的自适应波束，从而消除干扰信号，接收有用信号。
本发明的微带天线利用自适应波束成形技术在干扰信号到达方向形成天线辐射方向图零陷，在干扰波方向形成零点，以此对干扰信号起到屏蔽作用。
本发明通过改进的N个微带天线形成圆形的信号接收覆盖区域，实现了360°全方位的信号接收。在径向移动机构的径向移动作用下，本发明可以对相邻微带天线阵元间距进行调整，从而有效抑制潜在干扰或人为干扰，保障卫星导航接收机导航数据的正常解算。本发明结构简单，设计合理，易于实现，抗干扰效果好，适用范围广。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。