[發明專利]一種雙線性極化天線的衛星信號捕獲系統及捕獲方法

在審

• 申請號: 201610118044.3
• 申請日: 2016-03-02
• 公開（公告）號: CN105785403A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 王曉嵐;馬冠一;萬慶濤;范江濤;李婧華;張杰
• 申請（專利權）人: 天津凱普衛星導航通信技術有限公司
• 主分類號: G01S19/24
• 分類號: G01S19/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于衛星通信技術領域，尤其是涉及一種雙線性極化天線的衛星 信號捕獲系統及捕獲方法。

背景技術

衛星導航定位系統是一種由導航衛星、地面站以及定位設備所組成的成 套裝備系統，它用于完成衛星導航定位任務。為了發展獨立、高靈活性、低 成本的區域性衛星導航定位系統，目前，提出了一種基于通信衛星的衛星導 航定位系統(簡稱CAPS系統)，它采用在軌的對地同步軌道(GEO)衛星、傾 斜地球同步軌道(IGSO)衛星作為導航衛星，地面導航站采用高精度原子鐘， 產生測距碼、導航電文和時間信息，通過地面導航站發射上行，經衛星轉發 器透明轉發后廣播下行。CAPS系統采用的是二相相移鍵控(BinaryPhase ShiftKeying,BPSK)調制直序擴頻信號(DirectSequenceSpread Spectrum,DSSS)，利用C波段的載波完成信號調制。接收機通過對衛星轉發 的導航信號的捕獲、解碼以實現精密定位、授時和測速。

系統中，下行信號的極化方式由衛星轉發器天線的極化方式所決定。由 于不同衛星轉發器的極化方式不同(垂直線極化或水平線極化)，如果接收 機采用圓極化天線以實現對不同極化方式導航信號的接收，會引起相應的極 化損耗。

發明內容

本發明實施例提供了一種雙線性極化天線的衛星信號捕獲系統及捕獲 方法，以解決接收機極化天線損耗的技術問題。

第一方面，本發明實施例提供了雙線性極化天線的衛星信號捕獲系統， 所述系統包括：

天線模塊，所述天線模塊用于輻射和接收電磁波信號，所述天線模塊包 括垂直極化天線和水平極化天線，及所述垂直極化天線對應的第一帶通濾波 器和水平極化天線對應的第二帶通濾波器；

射頻模塊，所述射頻模塊用于生成中頻信號，所述射頻模塊包括對應垂 直極化天線的第一射頻模塊和對應水平極化天線的第二射頻模塊，所述第一 模塊的第一頻率合成器與第二模塊的第二頻率合成器共用一個參考晶振；

所述基帶信號處理模塊，用于根據所述中頻信號生成數字信號，并將所 述數字信號解析為導航信號；

其中，所述天線模塊與所述射頻模塊相連接，所述射頻模塊與所述基帶 信號處理模塊相連接。

進一步的，所述第一射頻模塊，還包括：第一混頻器、第一增益放大器 和第一中頻放大器；

所述第二射頻模塊，還包括：第二混頻器、第二增益放大器和第二中頻 放大器；

所述第一增益放大器用于放大本振頻率幅度，所述第一混頻器用于將濾 波后的導航信號頻率減去本振頻率，得到第一中頻信號，所述第一中頻放大 器用于放大第一中頻信號；

所述第二增益放大器用于放大本振頻率幅度，所述第二混頻器用于將濾 波后的導航信號頻率減去本振頻率，得到第二中頻信號，所述第一中頻放大 器用于放大第一中頻信號。

進一步的，所述基帶信號處理模塊包括：數據采集卡和軟件定義無線電 接收機；

所述數據采集卡用于采集放大后的中頻信號；

所述軟件定義無線電接收機用于對中頻信號進行捕獲。

進一步的，所述垂直極化天線和水平極化天線覆蓋范圍為方位0°～360 °，天頂角為20°～58°。

進一步的，所述第一射頻單元與第二射頻單元的增益為25dB，噪聲系 數1.2dB，輸入阻抗匹配為50，隔離度25dB。

第二方面，本發明實施例提供了一種基于雙線性極化天線的衛星信號的 捕獲方法，所述方法基于上述實施例提供的任一所述雙線性極化天線的衛星 信號捕獲系統實現，所述方法包括：

通過垂直極化天線接收衛星發送的第一導航信號，通過水平極化天線接 收衛星發送的第二導航信號；

對第一導航信號和第二導航信號分別利用并行碼相位搜索捕獲算法捕 獲頻率；

當只有第一導航信號或第二導航信號實現捕獲時，輸出第一導航信號或 第二導航信號捕獲結果；

在第一導航信號和第二導航信號均實現捕獲時，計算用于最大比合并的 最佳權值，并按照最大比合并實現信號的合并；

利用并行碼相位搜索捕獲算法對合成信號進行捕獲，輸出合成信號的捕 獲結果。