[發明專利]衛星地面站的非合作干擾抑制裝置及其控制方法

有效

• 申請號: 202010230631.8
• 申請日: 2020-03-27
• 公開（公告）號: CN111510193B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 王青;何方敏;孟進;羅康;朱丹妮;郭宇;劉永才;李斌
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍工程大學
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 馬輝

本發明公開了一種用于衛星地面站的非合作干擾抑制裝置及方法，包括一個輔助陣列天線、一個多通道低噪放下變頻單元、一個功分器組、一個信標信號干擾抑制處理單元和一個數據信號干擾抑制處理單元。通過使用獨立的信標信號和數據信號干擾抑制單元，同步對信標信號和數據信號進行干擾抑制處理，降低了對信標信號和數據信號進行數字化所需的采樣速率，適用于工作帶寬大的衛星地面站；通過將干擾抑制處理輸出的數字信號轉換到中頻模擬信號再輸出，實現了對信標信號和數據信號的透明轉發，使干擾抑制裝置適用于多種通信體制。

技術領域

本發明涉及衛星通信抗干擾技術領域，具體涉及一種衛星地面站的非合作干擾抑制裝置及其控制方法。

背景技術

衛星通信地面站一般采用拋物面天線以獲得高天線增益。拋物面天線具有較低的旁瓣增益，能夠在一定程度上抑制干擾信號。然而，實際中旁瓣增益只能降低到有限的水平，因此拋物面天線的抗干擾能力也是有限的。特別是當干擾源方向接近天線主瓣，或當干擾源位于旁瓣但功率較大時，單獨依賴拋物面較難實現足夠的干擾抑制比。

為提高衛通地面站的干擾抑制能力，一種方法是使用陣列天線波束形成方法，即使用多個天線單元，通過控制波束零陷，使波束零陷方向對準干擾信號方向，實現干擾抑制。

雖然波束形成干擾抑制方法在文獻中有大量報道，但是應用于衛星通信地面站中還存在以下難題。第一，需要同時對信標信號和數據信號實現干擾抑制。當前衛星通信，特別是同步軌道衛星通信中，下行信號包括信標信號和數據信號兩種信號，且采用不同載頻。其中，信標信號用于對衛星進行定向。若信標信號或數據信號被干擾，都可能會造成通信終端，因此需要同時進行干擾抑制處理。第二，工作帶寬大。衛星通信工作帶寬一般在數百兆赫茲。并且，由于信標信號和數據信號在頻域的間隔在數兆赫茲到數百兆赫茲。按照傳統思路，需要同時采集信標信號和數據信號進行處理，但這需要數吉赫茲的采樣速率，無疑實現成本高。第三，需要適配多種通信體制。當前，衛星通信設備未采用統一的通信標準，同時存在多種通信體制，例如TDMA、FDMA等。因此，通信衛星一般采用透明轉發模式，以兼容不同的通信體制或通信協議。相應的，干擾抑制處理對衛通接收信號也必須是透明的，以適應不同的通信體制。

為提高衛星地面站的抗干擾能力，中國專利“雙天線衛星通信系統下行鏈路干擾抑制方法(申請號：201210551818.3)”公開了一種雙天線下行鏈路干擾抑制方法，但該方法需要采用下行訓練序列進行濾波器權值估計，因此不能適用于無訓練序列的衛通體制。

發明內容

本發明的目的就是針對現有技術的缺陷，提供一種衛星地面站的非合作干擾抑制裝置及其使用方法，適用于寬工作帶寬，能夠同時對信標信號和數據信號進行干擾抑制處理，并且對衛星信號透明。

本發明提供了一種衛星地面站的非合作干擾抑制裝置，其特征在于，包括輔助陣列天線、多通道低噪放下變頻單元、功分器組、信標信號干擾抑制處理單元和數據信號干擾抑制處理單元；其中

所述輔助陣列天線，包括N個天線單元，用于接收干擾信號；各天線單元輸出端分別與低噪放下變頻單元的第二至第N+1射頻輸入端電連接；

所述多通道低噪放下變頻單元，包括N+1個低噪放下變頻通道，其中第一射頻輸入端用于接收衛星地面站天線接收信號，各輸出端分別與N+1個功分器輸入端電連接；用于將衛星地面站天線接收信號及輔助陣列天線接收信號放大并下變頻到中頻頻率；

所述功分器組，包括N+1個獨立的一分二的功分器，其中每個功分器的一個輸出端與信標信號干擾抑制處理單元任一輸入端相連，另一個輸出端與數據信號干擾抑制處理單元任一輸入端相連；用于將中頻信號分為兩份分別用于信標信號干擾抑制處理和數據信號干擾抑制處理；

所述信標信號干擾抑制處理單元，用于信標信號干擾抑制處理，并輸出干擾抑制處理后的信標信號；

所述數據信號干擾抑制處理單元，用于數據信號干擾抑制處理，并輸出干擾抑制處理后的數據信號。