[發(fā)明專利]GNSS的基于天線陣列干擾抑制模塊的室內(nèi)測試系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310015878.8
• 申請日: 2013-01-16
• 公開（公告）號: CN103116170A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭文飛;施闖;牛小驥;班亞龍;張娣
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號: G01S19/23
• 分類號: G01S19/23;G01S19/21
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)領(lǐng)域，特別涉及一種GNSS的基于天線陣列干擾抑制模塊的室內(nèi)測試系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著GNSS（Global?Navigation?Satellite?System，全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)）的大力發(fā)展和普遍應(yīng)用，人們?nèi)找骊P(guān)注其脆弱性研究。在軍用領(lǐng)域，已有針對導(dǎo)航的干擾與抗干擾技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際的武器系統(tǒng)，并在部分戰(zhàn)爭中（如伊拉克戰(zhàn)爭和科索沃戰(zhàn)爭）得到展現(xiàn)。因此，GNSS接收系統(tǒng)的干擾及其抑制技術(shù)成為了該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

在各種干擾抑制技術(shù)中，基于天線陣列的空域?yàn)V波、空時以及空頻自適應(yīng)處理技術(shù)由于能夠抑制多種類型的干擾而成為該領(lǐng)域的主要研究對象。上述基于天線陣列的干擾抑制技術(shù)主要依靠天線陣列中各陣元信號之間的相位差來調(diào)整接收信號的空域方向，在干擾的波達(dá)方向上形成零陷，從而達(dá)到抑制干擾的目的。然而，干擾抑制技術(shù)的性能測試對環(huán)境要求較高：在測試中，為了得到空域相位信息，需要具有嚴(yán)格相位差信息的多路輸入信號源，而在接收端則需要采用特制天線陣列，并精確校準(zhǔn)相位中心，因此，目前大部分的研究只在仿真層面進(jìn)行。而實(shí)際中的測試往往在電磁干擾被嚴(yán)格控制的暗室環(huán)境中進(jìn)行，這種方式的缺陷是占用面積大、干擾空間位置確定困難，特別是對于多干擾源或者動態(tài)的測試環(huán)境，其實(shí)際的角度位置不容易控制，為系統(tǒng)的測試帶來了極大的困難。

另一方面，在GNSS領(lǐng)域中，信號模擬器的主要廠商（如Spirent）等所提供的產(chǎn)品大多針對導(dǎo)航衛(wèi)星信號進(jìn)行設(shè)計(jì)，并沒有提供干擾信號的模擬器。為了解決干擾抑制技術(shù)的測試問題，德國宇航局（DLR）曾利用GNSS信號模擬器（Spirent?STR?4790）來研制具有空域相位信息的多路GNSS信號源。然而，該方案由于需要對各顆衛(wèi)星信號的相位進(jìn)行調(diào)整，難度很高且設(shè)計(jì)復(fù)雜，普通實(shí)驗(yàn)室很難達(dá)到。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明針對GNSS接收機(jī)中基于天線陣列的干擾抑制技術(shù)，提出了一種無需調(diào)整GNSS信號相位且對實(shí)驗(yàn)環(huán)境無過高要求的干擾抑制模塊室內(nèi)測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)能從不同階段驗(yàn)證基于天線陣列的干擾抑制算法性能。

?為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

1、一種GNSS的基于天線陣列干擾抑制模塊的室內(nèi)測試系統(tǒng)，用來測試干擾抑制算法性能，包括依次相連的控制單元、多通道數(shù)字干擾信號產(chǎn)生單元、干擾抑制處理單元和干擾抑制性能分析單元；所述的多通道數(shù)字干擾信號產(chǎn)生單元用來產(chǎn)生N路中頻數(shù)字干擾信號，包括時鐘模塊、調(diào)制信號產(chǎn)生模塊、數(shù)字調(diào)制模塊和數(shù)字頻率綜合器，調(diào)制信號產(chǎn)生模塊和數(shù)字頻率綜合器均與控制單元相連，時鐘模塊的輸出端分別與調(diào)制信號產(chǎn)生模塊、數(shù)字調(diào)制模塊和數(shù)字頻率綜合器相連，調(diào)制信號產(chǎn)生模塊和數(shù)字頻率綜合器的輸出端分別與數(shù)字調(diào)制模塊的不同輸入端相連，數(shù)字調(diào)制模塊的輸出端連接干擾抑制處理單元的輸入端。

操作者可通過控制單元控制調(diào)制信號產(chǎn)生模塊和數(shù)字頻率綜合器，從而實(shí)現(xiàn)人為選擇多通道數(shù)字干擾信號產(chǎn)生單元產(chǎn)生的中頻數(shù)字干擾信號的類型。

上述干擾抑制處理單元為GNSS的基于天線陣列干擾抑制模塊，即待測試的干擾抑制算法，該單元可利用空域?yàn)V波、空時或空頻自適應(yīng)處理等通用的基于天線陣列的干擾抑制算法對多通道數(shù)字干擾信號產(chǎn)生單元產(chǎn)生的N路中頻數(shù)字干擾信號進(jìn)行處理，達(dá)到抑制干擾的目的，處理后的數(shù)字信號進(jìn)入干擾抑制性能分析單元。

上述干擾抑制性能分析單元用來分析干擾抑制處理單元的干擾抑制性能，可采用空頻譜等方式對經(jīng)干擾抑制處理單元進(jìn)行干擾抑制處理后的信號進(jìn)行分析，從而獲得干擾抑制算法的干擾抑制性能。干擾抑制性能分析單元的具體表現(xiàn)形式為頻譜儀或示波器，也可以通過數(shù)據(jù)采集方式進(jìn)行后續(xù)處理能。

2、一種GNSS的基于天線陣列干擾抑制模塊的室內(nèi)測試系統(tǒng)，用來測試模數(shù)轉(zhuǎn)換對干擾抑制算法性能的影響，包括依次相連的控制單元、多通道數(shù)字干擾信號產(chǎn)生單元、多通道數(shù)模轉(zhuǎn)換單元、多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、干擾抑制處理單元、干擾抑制性能分析單元。

上述多通道數(shù)模轉(zhuǎn)換單元為受同一時鐘模塊控制的N個數(shù)模轉(zhuǎn)換器（Digital?to?Analog?Converter,?DAC），主要用來將多通道多通道數(shù)字干擾信號產(chǎn)生單元產(chǎn)生的N路中頻數(shù)字干擾信號變換為中頻模擬干擾信號，并保持N路中頻干擾信號的相位關(guān)系不變。