[發明專利]基于頻率和空間隔離的衛星導航轉發干擾欺騙方法

在審

• 申請號: 202110915817.1
• 申請日: 2021-08-10
• 公開（公告）號: CN113589332A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 張勇虎;歐建良;肖勇杰
• 申請（專利權）人: 陽光學院
• 主分類號: G01S19/21
• 分類號: G01S19/21;G01S19/37
• 代理公司: 長沙新裕知識產權代理有限公司 43210
• 代理人: 梁小林

本發明涉及一種用于衛星導航終端抗干擾測試的基于頻率和空間隔離的衛星導航轉發干擾欺騙方法，屬于衛星導航技術領域；通過發射信號頻率變換，在遠離導航頻段的其它頻段上通過無線中繼的方式拉遠發射，不受傳輸距離的限制，實現收發隔離的同時，還不暴露發射位置，增加了安全性，同時由于在信號轉發時沒使用ADC、數字電路和DAC電路，而是直接射頻變頻到中頻然后再變頻到射頻的方式，電路實現簡單，節省了成本、降低了功耗和體積。

技術領域

本發明涉及基于頻率和空間隔離的衛星導航轉發干擾欺騙方法，屬于衛星導航技術領域。

背景技術

衛星導航信號微弱，容易收到有意的壓制干擾和欺騙信號影響，導致衛星導航終端不定位或者輸出錯誤的位置信息。受控信號不公開，對其欺騙只能采用普通的衛星導航轉發式欺騙干擾技術，將接收所有可見衛星信號并轉發出去，但是在實際應用中存在兩個問題：一是被干擾的衛星導航終端如果被欺騙，欺騙的位置也是轉發式欺騙干擾接收天線所在的位置，如果發射天線距離接收天線很近，就容易因為位置暴露而引來攻擊；二是為了能夠干擾遠距離目標，轉發的信號功率通常很大，容易被接收通道接收形成二次轉發，導致功放過激，造成轉發欺騙效果失靈，必須要解決收發隔離問題。

常見的收發隔離問題解決措施包括通過光纖或者射頻線纜把發射天線拉遠，但是射頻線纜的插損大，導致拉遠的距離有限，而光纖線拉遠和撤收增加了時間和不便，還不適合海上艦船之間的實驗條件，因為不可能把光纖從陸地拉到船上或者在兩個船之間拉光纖。如果把發射信號通過衛星轉發，技術上可行，但是租用衛星轉發資源價格昂貴，而且特定區域還不一定有可用的衛星。

論文《一種 GPS 轉發干擾方式的設計》（張敬慧，艦船電子工程，2019年第1期）設計了基于干擾機的GPS轉發干擾實現方式，通過干擾機播放1GHz導頻信號，將轉發的GPS信號變頻到導航頻點+1GHz頻段，干擾機接收此信號并下變頻到導航頻點，再通過發射天線輻射。這種方式雖然解決了收發隔離問題，但是干擾機需要額外發射1GHz的導頻信號，作用距離遠的話發射功率也需要很大，增加了干擾機的功耗，降低了干擾機的飛行時間，而且固定1GHz變頻，只能利用一臺干擾機實現信號轉發，作用距離還是受限。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于頻率和空間隔離的衛星導航轉發干擾欺騙方法，通過發射信號跳頻變換，在遠離導航頻段的其它頻段上通過無線中繼的方式拉遠，這樣就不受傳輸距離的限制，實現收發隔離的同時，還不暴露發射位置，增加了安全性。

本發明通過以下技術方案實現，首先將導航信號變頻到非導航頻段通過無線方式轉發，然后在遠處接收此信號再變頻到另一個非導航頻段后無線轉發，依次接力轉發多次，直到滿足轉發距離；各個非導航頻段之間，以及任意非導航頻段與導航頻段的頻率間隔均在幾百兆赫茲以上，保證每一次的信號變頻再轉發發射時有足夠的帶外抑制，解決收發隔離問題。

本發明包括以下步驟：

步驟1，利用接收天線接收衛星導航信號，下變頻和濾波后變為中頻信號；

步驟2，將步驟1的中頻信號上變頻、放大、濾波后變頻到非導航頻段f1，f1與導航頻段的頻率間隔幾百兆赫茲以上，保證導航終端和步驟1中的濾波器能對f1頻段足夠的抑制，至少能達到80dB以上；

步驟3，將f1頻段的射頻信號經過定向發射天線向遠方輻射，發射信號功率保證傳輸一定距離后大于噪聲電平；

步驟4，在遠方利用有源接收天線接收f1頻段的信號，然后變頻到導航頻段，再通過發射天線向外輻射；

所述步驟4中第一個站點接收到的f1頻段變頻到f2頻段，f2頻段與f1和導航頻段距離間隔幾百兆赫茲以上，然后再用發射天線輻射；

步驟5：設有N個站點進行信號中繼轉發，實現超視距遠距離傳輸，

由第二個站點接收f2信號，