本發(fā)明涉及衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及衛(wèi)星導(dǎo)航抗干擾測(cè)試中合成信號(hào)的生成方法和裝置。

背景技術(shù)：

隨著電子信息技術(shù)的革新，導(dǎo)航技術(shù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用到了日常的生產(chǎn)和生活中。一般的導(dǎo)航技術(shù)分為三種類型，第一種是依賴于外部信號(hào)的導(dǎo)航技術(shù)(如北斗導(dǎo)航、GPS導(dǎo)航等依賴于外部定位的衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù))；第二種是不依賴于外部信號(hào)的導(dǎo)航技術(shù)(如捷聯(lián)式和平臺(tái)式慣性導(dǎo)航技術(shù)，此種技術(shù)通常使用3軸陀螺儀和3軸加速度計(jì)等設(shè)備來檢測(cè)載體自身的角運(yùn)動(dòng)和線運(yùn)動(dòng)信息，通過慣性導(dǎo)航解算來確定載體的位置)；第三種是前兩種的組合，即，同時(shí)獲取外部信息和內(nèi)部信息，并將這兩種信息進(jìn)行融合，進(jìn)行定位導(dǎo)航。

對(duì)于上述第一種和第三種的情況，衛(wèi)星導(dǎo)航終端需要利用衛(wèi)星信號(hào)，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航定位、測(cè)速、定時(shí)及信息交換。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)所發(fā)出的衛(wèi)星信號(hào)容易受到各種無意、有意的干擾信號(hào)的影響，進(jìn)而影響衛(wèi)星信號(hào)的可用性和衛(wèi)星導(dǎo)航終端的定位精度。因此，如何提高衛(wèi)星導(dǎo)航終端的抗干擾能力是衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用發(fā)展的必然趨勢(shì)，同時(shí)，對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航終端的抗干擾性能進(jìn)行便捷、有效的測(cè)試便成為了主要的研發(fā)方向。

目前，對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航終端所進(jìn)行的抗干擾性能測(cè)試都在微波暗室或者外場(chǎng)進(jìn)行。在微波暗室條件下進(jìn)行的測(cè)試一般流程如下：首先在暗室內(nèi)架設(shè)多個(gè)天線支架，并將發(fā)射天線安裝在天線支架上，這些天線分別發(fā)射衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)源和干擾信號(hào)源的信號(hào)。在指定的位置上(通常是地面上)設(shè)置待進(jìn)行抗干擾測(cè)試的陣列天線。通過調(diào)整天線支架在暗室中的位置以及天線在支架上的高低(改變發(fā)射天線與陣列天線的相對(duì)位置)，就能夠模擬從不同方向入射到陣列天線的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)和干擾信號(hào)。實(shí)測(cè)時(shí)，衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)和干擾信號(hào)同時(shí)向陣列天線射出，陣列天線接收到的信號(hào)便是衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)和干擾信號(hào)疊加后的合成信號(hào)；進(jìn)而，陣列天線接收到衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)和干擾信號(hào)后對(duì)合成信號(hào)進(jìn)行抗干擾處理。按照上述方式，遍歷式的調(diào)整兩種信號(hào)的入射方向和功率，就完成了信號(hào)向陣列天線的注入任務(wù)，之后，考察陣列天線從信號(hào)中濾除干擾信號(hào)的能力就能夠得出陣列天線的抗干擾性能。

但是，此種測(cè)試方式有一定的弊端，如微波暗室造價(jià)昂貴、調(diào)整天線位置和角度的耗時(shí)過長(zhǎng)等。進(jìn)而，當(dāng)前技術(shù)中，對(duì)陣列天線進(jìn)行抗干擾測(cè)試的方式不夠理想。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供衛(wèi)星導(dǎo)航抗干擾測(cè)試中合成信號(hào)的生成方法和裝置，以降低對(duì)陣列天線進(jìn)行抗干擾測(cè)試的難度。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了衛(wèi)星導(dǎo)航抗干擾測(cè)試中合成信號(hào)的生成方法，包括：

依據(jù)用戶輸入的信號(hào)功率信息分別生成模擬衛(wèi)星信號(hào)和模擬干擾信號(hào)；

根據(jù)用戶輸入的陣列天線信息和信號(hào)傳播信息計(jì)算每個(gè)模擬衛(wèi)星信號(hào)和模擬干擾信號(hào)的相位改變信息；

依據(jù)相位改變信息分別對(duì)相應(yīng)的模擬衛(wèi)星信號(hào)和模擬干擾信號(hào)進(jìn)行移相；

將同一陣元所接收到的模擬衛(wèi)星信號(hào)和模擬干擾信號(hào)進(jìn)行合路，生成多個(gè)陣元的合成信號(hào)。

另一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了衛(wèi)星導(dǎo)航抗干擾測(cè)試中合成信號(hào)的生成裝置，包括：

信號(hào)生成模塊，用于依據(jù)用戶輸入的信號(hào)功率信息分別生成模擬衛(wèi)星信號(hào)和模擬干擾信號(hào)；

相位計(jì)算模塊，用于根據(jù)用戶輸入的陣列天線信息和信號(hào)傳播信息計(jì)算每個(gè)模擬衛(wèi)星信號(hào)和模擬干擾信號(hào)的相位改變信息；

移相模塊，用于依據(jù)相位改變信息分別對(duì)相應(yīng)的模擬衛(wèi)星信號(hào)和模擬干擾信號(hào)進(jìn)行移相；

合路模塊，用于將同一陣元所接收到的模擬衛(wèi)星信號(hào)和模擬干擾信號(hào)進(jìn)行合路，生成多個(gè)陣元的合成信號(hào)。

本發(fā)明實(shí)施例提供的衛(wèi)星導(dǎo)航抗干擾測(cè)試中合成信號(hào)的生成方法，采用對(duì)一般的測(cè)試信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)整的方式，與現(xiàn)有技術(shù)中只能夠通過改變信號(hào)源與天線陣列之間相對(duì)位置的方式，來調(diào)整陣元所接收到的信號(hào)，導(dǎo)致測(cè)試時(shí)需要不停的調(diào)整信號(hào)源的位置，使得測(cè)試的周期過長(zhǎng)、測(cè)試對(duì)環(huán)境的要求過分嚴(yán)格相比，其通過先依據(jù)信號(hào)功率信息分別生成模擬衛(wèi)星信號(hào)和模擬干擾信號(hào)，之后，再依據(jù)用戶輸入的信號(hào)傳播信息分別對(duì)這兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行移相，以模擬真實(shí)環(huán)境中信號(hào)在傳輸過程中所造成的時(shí)延，最后，將這兩種信號(hào)合路以生成合成信號(hào)，由于生成合成信號(hào)的過程中只使用了電子設(shè)備進(jìn)行移相，不存在外部環(huán)境造成的影響，因而合成信號(hào)中不存在其他噪聲，同時(shí)，合成信號(hào)的生成只需要電子設(shè)備的控制，不需要重新調(diào)整信號(hào)源與陣列天線之間的相對(duì)位置，提高了測(cè)試的便捷程度。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1示出了基于微波暗室的衛(wèi)星導(dǎo)航抗干擾性能測(cè)試示意圖；

圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的衛(wèi)星導(dǎo)航抗干擾測(cè)試中合成信號(hào)生成裝置的工作流程圖；

圖3示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的衛(wèi)星導(dǎo)航抗干擾測(cè)試中合成信號(hào)生成裝置的功能結(jié)構(gòu)框圖；

圖4示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的移相模塊單個(gè)移相通道結(jié)構(gòu)圖；

圖5示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的完整測(cè)試方法流程圖；

圖6示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的衛(wèi)星導(dǎo)航抗干擾測(cè)試方法執(zhí)行步驟；

圖7示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的衛(wèi)星導(dǎo)航抗干擾測(cè)試裝置中，濾波與功率放大模塊的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)圖；

圖8示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的衛(wèi)星導(dǎo)航抗干擾測(cè)試裝置進(jìn)行仿真測(cè)試的結(jié)果示意圖。

主要元件符號(hào)說明：

DA——數(shù)模轉(zhuǎn)換器；

HLGF-4HR——1分4功分器；

HLYX-16——16通道移相器；

HJ shielding box CD-08——屏蔽箱。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計(jì)。因此，以下對(duì)在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

相關(guān)技術(shù)中多采用微波暗室的方式對(duì)陣列天線的抗干擾性能進(jìn)行測(cè)試，這主要是微波暗室的環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定，沒有外界信號(hào)對(duì)測(cè)試造成干擾。

傳統(tǒng)技術(shù)中的測(cè)試方式如圖1所示。微波暗室提供純凈測(cè)試環(huán)境，在暗室內(nèi)進(jìn)行的抗干擾性能測(cè)試準(zhǔn)確可靠，但是暗室造價(jià)昂貴，并且需要安裝天線支架的移動(dòng)導(dǎo)軌及控制設(shè)備；為了實(shí)現(xiàn)測(cè)試的完備性，需要多次調(diào)整信號(hào)入射方向，每次調(diào)整后需要重新標(biāo)校信號(hào)功率，所以測(cè)試過程為：調(diào)整天線位置→標(biāo)校每個(gè)天線的信號(hào)功率→測(cè)試抗干擾性能→再次調(diào)整天線位置→再次標(biāo)校每個(gè)天線的信號(hào)功率→測(cè)試抗干擾性能，如此循環(huán)遍歷多個(gè)測(cè)試場(chǎng)景所設(shè)定的信號(hào)入射方向，測(cè)試過程繁瑣且耗時(shí)。而在外場(chǎng)環(huán)境下進(jìn)行測(cè)試，衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)可以來自于實(shí)際衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)(不需要獨(dú)立的衛(wèi)星信號(hào)源)，但還是需要架設(shè)多個(gè)發(fā)射天線發(fā)射干擾信號(hào)，也存在調(diào)整干擾信號(hào)入射方向后需要重新標(biāo)校干擾信號(hào)功率的問題，并且外場(chǎng)測(cè)試需具備地面平整、開闊，四周無金屬塔架、房屋及其他可能反射電磁波的物體等條件，構(gòu)建測(cè)試環(huán)境的要求多。如果在室內(nèi)沒有暗室環(huán)境，則存在室內(nèi)反射造成的多徑信號(hào)，對(duì)抗干擾性能測(cè)試帶來不確定性。對(duì)不具備建造微波暗室或外場(chǎng)環(huán)境不滿足相關(guān)條件的情況，亟需一種簡(jiǎn)單而有效的測(cè)試方法和裝置來實(shí)現(xiàn)抗干擾測(cè)試。

對(duì)天線的抗干擾性能進(jìn)行測(cè)試的主要任務(wù)是向陣元中注入合成信號(hào)(衛(wèi)星信號(hào)與干擾信號(hào)疊加后所形成的信號(hào))，并且合成信號(hào)是需要可控的(沒有外界的信號(hào)對(duì)合成信號(hào)造成不可控的干擾)，由于傳統(tǒng)技術(shù)中直接利用了自然環(huán)境對(duì)信號(hào)進(jìn)行時(shí)延和衰減(信號(hào)傳播距離和角度等因素對(duì)信號(hào)造成的影響)，因此，傳統(tǒng)技術(shù)對(duì)測(cè)試環(huán)境的要求很高，主要是為了避免不可控的干擾。

并且傳統(tǒng)的測(cè)試技術(shù)中，需要不斷地改變信號(hào)源與陣列天線之間的相對(duì)位置，來模擬從不同入射角度到陣列天線的信號(hào)場(chǎng)景，遍歷全部入射角度需要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力。

針對(duì)該種情況，本申請(qǐng)?zhí)峁┝诵l(wèi)星導(dǎo)航抗干擾測(cè)試中合成信號(hào)的生成裝置，來降低合成信號(hào)的生成難度，從而降低抗干擾測(cè)試的復(fù)雜度。

如圖2所示，提供了本申請(qǐng)所提供的衛(wèi)星導(dǎo)航抗干擾測(cè)試中合成信號(hào)的生成裝置的工作流程圖，包括如下步驟：

S101，依據(jù)用戶輸入的信號(hào)功率信息分別生成模擬衛(wèi)星信號(hào)和模擬干擾信號(hào)；

S102，根據(jù)用戶輸入的陣列天線信息和信號(hào)傳播信息計(jì)算每個(gè)模擬衛(wèi)星信號(hào)和模擬干擾信號(hào)的相位改變信息；

S103，依據(jù)相位改變信息分別對(duì)相應(yīng)的模擬衛(wèi)星信號(hào)和模擬干擾信號(hào)進(jìn)行移相；

S104，將同一陣元所接收到的模擬衛(wèi)星信號(hào)和模擬干擾信號(hào)進(jìn)行合路，生成多個(gè)陣元的合成信號(hào)。

步驟S101中，用戶在操作裝置的時(shí)候可以向裝置中輸入信號(hào)功率信息，以確定生成的模擬衛(wèi)星信號(hào)和模擬干擾信號(hào)的功率。其中，此處的用戶指的是使用裝置的操作人員，也可以指的是另一個(gè)信號(hào)功率輸入裝置，即該信號(hào)功率可以是由這個(gè)信號(hào)功率輸入裝置所提供的，該信號(hào)功率輸入裝置可以設(shè)置在衛(wèi)星導(dǎo)航抗干擾測(cè)試中合成信號(hào)的生成裝置的內(nèi)部。

除了控制信號(hào)功率，還可以由用戶來輸入/選擇信號(hào)(模擬衛(wèi)星信號(hào)和模擬干擾信號(hào))的種類、波長(zhǎng)等信息，此種信息均屬于信號(hào)的屬性信息，此處不再過多贅述。需要說明的是，信號(hào)功率和種類等信息可以是由用戶通過鍵盤來輸入數(shù)值，也可以是系統(tǒng)中預(yù)存多個(gè)典型值(如多個(gè)信號(hào)功率的幅值)，以供用戶進(jìn)行選擇。如此，可以避免用戶輸入不具有實(shí)操價(jià)值的數(shù)值。

步驟S102中，與步驟S101類似，該步驟中所提及的用戶同樣可以是實(shí)際操作的人員，也可以是單獨(dú)的信息輸入設(shè)備(如陣列天線信息輸入設(shè)備和信號(hào)傳播信息輸入設(shè)備)。具體而言，陣列天線信息包括天線的流形(線形、圓形和方形等)、陣元數(shù)量、陣元間距等。信號(hào)傳播信息是指信號(hào)源與陣列天線之間的距離、入射方位角、入射仰角等信息。信號(hào)在傳播的過程中，由于到達(dá)不同陣元的時(shí)間不同而造成信號(hào)相位有所不同，因此，在調(diào)整信號(hào)的時(shí)候，可以依據(jù)用戶所輸入的信號(hào)傳播信息來調(diào)整信號(hào)的相位。步驟102中，則需要先依據(jù)信號(hào)傳播信息來計(jì)算每個(gè)信號(hào)(模擬衛(wèi)星信號(hào)和模擬干擾信號(hào))的相位改變信息。

步驟S103中，直接利用計(jì)算得到的相位改變信息，通過移相器來分別對(duì)每個(gè)信號(hào)(模擬衛(wèi)星信號(hào)和模擬干擾信號(hào))進(jìn)行移相。

步驟S104中，需要將經(jīng)過移相的信號(hào)進(jìn)行合路，以形成合成信號(hào)。需要說明的是，陣列天線通常包括多個(gè)陣元，因此，步驟S101中所生成的模擬衛(wèi)星信號(hào)和模擬干擾信號(hào)均是多個(gè)，具體生成的數(shù)量應(yīng)當(dāng)與陣元的總數(shù)相同。并且，在信號(hào)合路的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)將發(fā)送給同一個(gè)陣元的信號(hào)進(jìn)行合路。

最后，在通過合路生成了合成信號(hào)后，直接將合成信號(hào)輸入到對(duì)應(yīng)的天線陣元中即可，注入時(shí)，采用屏蔽箱和發(fā)射天線，將合成信號(hào)以空饋的方式向?qū)?yīng)的陣元注入。后續(xù)測(cè)試過程與相關(guān)技術(shù)中已經(jīng)存在的方式相同，此處不再過多說明。

上述步驟中，步驟S102，計(jì)算相位改變信息的步驟較為重要，下面，針對(duì)不同的天線流形，計(jì)算相位信息的公式會(huì)有相應(yīng)的調(diào)整。

若陣元形成的陣列天線為圓形陣列，則步驟S102可按照如下公式計(jì)算每個(gè)模擬衛(wèi)星信號(hào)和模擬干擾信號(hào)的相位改變信息：

公式中，下標(biāo)m表示第m個(gè)信號(hào)的參數(shù)，下標(biāo)n表示第n個(gè)陣元的參數(shù)，θ_m為信號(hào)入射方位角，φ_m為信號(hào)入射仰角，R為陣元所在的圓形陣列天線的半徑，α_n為第n個(gè)陣元在陣列天線中的方位角，λ為預(yù)設(shè)的信號(hào)波長(zhǎng)。

若陣元形成的陣列天線為方形陣列，則步驟S102可按照如下公式計(jì)算每個(gè)模擬衛(wèi)星信號(hào)和模擬干擾信號(hào)的相位改變信息：

公式中，下標(biāo)m表示第m個(gè)信號(hào)的參數(shù)，下標(biāo)n表示第n個(gè)陣元的參數(shù)，θ_m為信號(hào)入射方位角，φ_m為信號(hào)入射仰角，R為陣元所在的方形陣列天線的外接圓半徑，r_n為第n個(gè)陣元與外接圓圓心的距離，α_n為第n個(gè)陣元在陣列天線中的方位角，λ為預(yù)設(shè)的信號(hào)波長(zhǎng)。

若陣元形成的陣列天線為線形陣列，則步驟S102可按照如下公式計(jì)算每個(gè)模擬衛(wèi)星信號(hào)和模擬干擾信號(hào)的相位改變信息：

公式中，下標(biāo)m表示第m個(gè)信號(hào)的參數(shù)，n為第n個(gè)陣元的序號(hào)，θ_m為信號(hào)入射方位角，φ_m為信號(hào)入射仰角，d為線形陣列天線相鄰兩個(gè)陣元的間距，λ為預(yù)設(shè)的信號(hào)波長(zhǎng)。

進(jìn)一步，為了保證信號(hào)的穩(wěn)定，主要是不同的信號(hào)之間是相同的，可以采用功率分配器來將一個(gè)原始的模擬衛(wèi)星信號(hào)分配為功率相等的N路模擬衛(wèi)星信號(hào)，并將一個(gè)原始的模擬干擾信號(hào)分配為功率相等的N路模擬干擾信號(hào)，以便于后續(xù)過程中使用，具體的，本申請(qǐng)所提供的方法還包括：

依據(jù)用戶輸入的功率信息，分別生成模擬衛(wèi)星信號(hào)和模擬干擾信號(hào)；

將模擬衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行功率分配，以生成N路模擬衛(wèi)星信號(hào)，N為陣列天線中陣元的總數(shù)量；

將模擬干擾信號(hào)進(jìn)行功率分配，以生成N路模擬干擾信號(hào)，N為陣列天線中陣元的總數(shù)量。

進(jìn)一步，考慮到信號(hào)合路的時(shí)候，以及信號(hào)在設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行信號(hào)處理和傳播的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生諧波和雜波，因此，在對(duì)信號(hào)進(jìn)行移相之后，還應(yīng)當(dāng)對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波和功率放大，以生成滿足預(yù)設(shè)干信比要求的干擾信號(hào)。

下面，以一個(gè)具體的裝置實(shí)施例來說明衛(wèi)星導(dǎo)航抗干擾測(cè)試中合成信號(hào)的生成方法和裝置的每個(gè)部分的工作內(nèi)容。如圖3所示，裝置由多個(gè)模塊組成。下面就每個(gè)模塊的工作內(nèi)容進(jìn)行說明：

信號(hào)功率輸入模塊，能夠根據(jù)用戶輸入/選擇的數(shù)值生成相應(yīng)的信號(hào)功率指令，以便于信號(hào)生成模塊生成對(duì)應(yīng)功率的信號(hào)。

信號(hào)生成模塊，依據(jù)信號(hào)功率輸入模塊所提供的信號(hào)功率指令分別生成原始衛(wèi)星信號(hào)和原始干擾信號(hào)。并將生成的這兩種信號(hào)均輸入給功率分配模塊。

功率分配模塊，將生成的每個(gè)原始衛(wèi)星信號(hào)通過功率分配的形式生成N路模擬衛(wèi)星信號(hào)，其中，N為被測(cè)陣列天線陣元數(shù)。以及，將每個(gè)原始模擬干擾信號(hào)通過功率分配的方式生成N路模擬干擾信號(hào)。

相位計(jì)算模塊，用于根據(jù)用戶所提供的陣列天線信息和信號(hào)傳播信息計(jì)算每個(gè)信號(hào)的相位信息。

具體的，針對(duì)不同的天線流形，可以使用如下的公式進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)陣元形成的陣列天線為圓形陣列，對(duì)應(yīng)的計(jì)算公式如下：

公式中，下標(biāo)m表示第m個(gè)信號(hào)x_m的參數(shù)，下標(biāo)n表示第n個(gè)陣元的參數(shù)，θ_m為信號(hào)入射方位角，φ_m為信號(hào)入射仰角，R為陣元所在的圓形陣列天線的半徑，α_n為第n個(gè)陣元在陣列天線中的方位角，λ為預(yù)設(shè)的信號(hào)波長(zhǎng)。

當(dāng)陣元形成的陣列天線為方形陣列，對(duì)應(yīng)的計(jì)算公式如下：

公式中，下標(biāo)m表示第m個(gè)信號(hào)x_m的參數(shù)，下標(biāo)n表示第n個(gè)陣元的參數(shù)，θ_m為信號(hào)入射方位角，φ_m為信號(hào)入射仰角，R為陣元所在方形陣列的外接圓半徑，r_n為第n個(gè)陣元與外接圓圓心的距離，α_n為第n個(gè)陣元在陣列天線中的方位角，λ為預(yù)設(shè)的信號(hào)波長(zhǎng)。

當(dāng)陣元形成的陣列天線為線形陣列，對(duì)應(yīng)的計(jì)算公式如下：

公式中，N為陣元總數(shù)，下標(biāo)m表示第m個(gè)信號(hào)x_m的參數(shù)，θ_m為信號(hào)入射方位角，φ_m為信號(hào)入射仰角，d為線形陣列天線相鄰兩個(gè)陣元的間距，λ為預(yù)設(shè)的信號(hào)波長(zhǎng)。

移相模塊，用來按照相位計(jì)算模塊所生成的計(jì)算結(jié)果來對(duì)每個(gè)信號(hào)進(jìn)行移相處理。對(duì)經(jīng)過功分后的信號(hào)進(jìn)行相位延遲，產(chǎn)生包含空間傳播入射方向信息的信號(hào)，第1個(gè)信號(hào)入射到N個(gè)陣元的信號(hào)表示為Y₁＝[y₁₁,y₁₂,…y_1N]，第2個(gè)信號(hào)入射到N個(gè)陣元的信號(hào)表示為Y₂＝[y₂₁,y₂₂,…y_2N]，如此類推，第m個(gè)信號(hào)入射到N個(gè)陣元的信號(hào)表示為Y_m＝[y_m1,y_m2,…y_mN]。此處表明了使用同一種信號(hào)產(chǎn)生不同入射方向的信號(hào)的形式。

如圖4所示，提供了移相模塊的具體結(jié)構(gòu)。圖4中主控計(jì)算機(jī)即為圖3中的相位計(jì)算模塊，用來將移相的控制信息提供給移相模塊的微處理器?？刂菩畔⒔?jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換產(chǎn)生控制電壓，以控制LTC5588-1正交調(diào)制器實(shí)現(xiàn)相位0°～360°變化，同時(shí)，功率分配模塊所提供的模擬衛(wèi)星信號(hào)和模擬干擾信號(hào)也輸入給LTC5588-1正交調(diào)制器，進(jìn)而LTC5588-1正交調(diào)制器實(shí)現(xiàn)了對(duì)模擬衛(wèi)星信號(hào)和模擬干擾信號(hào)的相位調(diào)制。在進(jìn)行相位調(diào)制后，還需要通過低通濾波器和功率放大器對(duì)這兩種信號(hào)進(jìn)行處理，以保證信號(hào)質(zhì)量和功率。更具體的，如圖7所示，提供了功率放大器和濾波器的電路圖。

合路模塊，用來將移相產(chǎn)生的各個(gè)信號(hào)進(jìn)行合路。對(duì)于方形陣列，將…、合路生成陣列天線陣元1所收到的信號(hào)S₁，將…、合路生成陣列天線陣元2所收到的信號(hào)S₂，按照此種方式生成所有陣元所接收的信號(hào)。圓形、線形陣列與此類似，這里不再贅述。

信號(hào)注入模塊，其中包含發(fā)射天線和屏蔽箱，將模擬生成的陣列天線陣元所接收到的信號(hào)S₁、S₁、…、S_N通過空饋方式分別注入陣列天線不同陣元，測(cè)試陣列天線抗干擾性能。為防止多個(gè)天線信號(hào)相互影響，信號(hào)注入模塊具備信號(hào)屏蔽功能(即通過包圍有屏蔽箱的發(fā)射天線向天線陣元中注入對(duì)應(yīng)的信號(hào))，保證模擬生成的一個(gè)天線的信號(hào)只被一個(gè)陣元接收。

信號(hào)源信號(hào)經(jīng)過射頻鏈路損耗、空間衰減后即為陣列天線陣元所接收到的信號(hào)。射頻鏈路損耗和空間衰減通過標(biāo)?？梢源_定，那么陣元接收到的信號(hào)可通過主控計(jì)算機(jī)控制信號(hào)源的方式進(jìn)行功率調(diào)整，通過主控計(jì)算機(jī)改變信號(hào)源入射角度、陣列天線流形的方式對(duì)相位進(jìn)行調(diào)整，本發(fā)明實(shí)施例易于實(shí)現(xiàn)包含多種空間信息的模擬信號(hào)，不但能夠提高測(cè)試的覆蓋性和可靠性，而且能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化測(cè)試。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例的完整測(cè)試方法流程圖。如圖5所示，首先執(zhí)行步驟S502，設(shè)置衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)場(chǎng)景生成模擬衛(wèi)星信號(hào)，設(shè)置干擾源參數(shù)生成模擬干擾信號(hào)，需要設(shè)置的參數(shù)包括衛(wèi)星信號(hào)頻率、衛(wèi)星信號(hào)功率、干擾信號(hào)類型、干擾信號(hào)數(shù)量、干擾信號(hào)功率、干擾信號(hào)入射方位角和仰角。進(jìn)而裝置產(chǎn)生測(cè)試用的信號(hào)(模擬衛(wèi)星信號(hào)和模擬干擾信號(hào))，步驟504，在存在干擾的情況下檢查陣列天線的抗干擾性能，若不滿足性能指標(biāo)要求，則測(cè)試結(jié)束；若滿足性能指標(biāo)要求，那么執(zhí)行步驟506判斷測(cè)試場(chǎng)景是否遍歷(指是否將信號(hào)源與陣列天線的位置關(guān)系所對(duì)應(yīng)的測(cè)試都已經(jīng)完成)，若測(cè)試場(chǎng)景已經(jīng)遍歷，則測(cè)試結(jié)束；否則，更換執(zhí)行步驟508測(cè)試場(chǎng)景，以一定的分辨率調(diào)整信號(hào)入射方向和信號(hào)功率，繼續(xù)進(jìn)行抗干擾性能測(cè)試，直到遍歷完所有測(cè)試場(chǎng)景或者陣列天線不滿足性能指標(biāo)要求，則測(cè)試結(jié)束。

如圖6所示，示出了從裝置的角度來看的方法執(zhí)行步驟。對(duì)應(yīng)的步驟分別為步驟602，衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)源和不同干擾信號(hào)源分別接收信號(hào)源的參數(shù)(信號(hào)功率信息)，進(jìn)而生成原始衛(wèi)星信號(hào)和原始干擾信號(hào)。步驟604，采用功率分配的方式，將原始衛(wèi)星信號(hào)和原始干擾信號(hào)分別形成多路模擬衛(wèi)星信號(hào)和模擬干擾信號(hào)。步驟606，移相器接收上位機(jī)的移相指令，分別對(duì)每個(gè)信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)整。步驟608，每個(gè)合路模塊，將對(duì)應(yīng)的陣元所要接收的信號(hào)進(jìn)行合路。步驟610，通過空饋的方式將合路形成的信號(hào)注入到對(duì)應(yīng)的陣元中。

如圖8所示，示出了圓形陣列天線針對(duì)不同入射方向單個(gè)信號(hào)所形成的方向圖的仿真計(jì)算。可設(shè)置參數(shù)有陣元個(gè)數(shù)(4陣元、5陣元、6陣元、7陣元)、陣元間距、信號(hào)頻點(diǎn)波長(zhǎng)、信號(hào)入射仰角和方位角等，根據(jù)這些參數(shù)模擬生成每個(gè)天線陣元收到的信號(hào)。天線陣列根據(jù)所收到的入射信號(hào)計(jì)算濾波權(quán)值(也可人為調(diào)整權(quán)值)，圖8中，三維圖形的天線陣元方向圖反映了天線陣列對(duì)某入射方向干擾的抑制能力。本發(fā)明基于上述思路提出衛(wèi)星導(dǎo)航抗干擾測(cè)試中合成信號(hào)的生成方法和裝置，是上述仿真思路的具體實(shí)現(xiàn)。

本申請(qǐng)實(shí)施例還提供了與前述衛(wèi)星導(dǎo)航抗干擾測(cè)試中合成信號(hào)的生成方法相對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星導(dǎo)航抗干擾測(cè)試中合成信號(hào)的生成裝置，包括：

信號(hào)生成模塊，用于依據(jù)用戶輸入的信號(hào)功率信息分別生成模擬衛(wèi)星信號(hào)和模擬干擾信號(hào)；

相位計(jì)算模塊，用于根據(jù)用戶輸入的陣列天線信息和信號(hào)傳播信息計(jì)算每個(gè)模擬衛(wèi)星信號(hào)和模擬干擾信號(hào)的相位改變信息；

移相模塊，用于依據(jù)相位改變信息分別對(duì)相應(yīng)的模擬衛(wèi)星信號(hào)和模擬干擾信號(hào)進(jìn)行移相；

合路模塊，用于將同一陣元所接收到的模擬衛(wèi)星信號(hào)和模擬干擾信號(hào)進(jìn)行合路，生成多個(gè)陣元的合成信號(hào)。

優(yōu)選的，若陣元形成的陣列天線為圓形陣列，則相位計(jì)算模塊進(jìn)一步用于按照如下公式計(jì)算每個(gè)模擬衛(wèi)星信號(hào)和模擬干擾信號(hào)的相位改變信息：

公式中，下標(biāo)m表示第m個(gè)信號(hào)的參數(shù)，下標(biāo)n表示第n個(gè)陣元的參數(shù)，θ_m為信號(hào)入射方位角，φ_m為信號(hào)入射仰角，R為圓形陣列天線的半徑，α_n為陣元在陣列天線中的方位角，λ為預(yù)設(shè)的信號(hào)波長(zhǎng)。

優(yōu)選的，若陣元形成的陣列天線為方形陣列，則相位計(jì)算模塊進(jìn)一步用于按照如下公式計(jì)算每個(gè)模擬衛(wèi)星信號(hào)和模擬干擾信號(hào)的相位改變信息：

公式中，下標(biāo)m表示第m個(gè)信號(hào)的參數(shù)，下標(biāo)n表示第n個(gè)陣元的參數(shù)，θ_m為信號(hào)入射方位角，φ_m為信號(hào)入射仰角，R為方形陣列天線的外接圓半徑，r_n為第n個(gè)陣元與外接圓圓心的距離，α_n為第n個(gè)陣元在陣列天線中的方位角，λ為預(yù)設(shè)的信號(hào)波長(zhǎng)。

優(yōu)選的，若陣元形成的陣列天線為線形陣列，則相位計(jì)算模塊進(jìn)一步用于按照如下公式計(jì)算每個(gè)模擬衛(wèi)星信號(hào)和模擬干擾信號(hào)的相位改變信息：

公式中，下標(biāo)m表示第m個(gè)信號(hào)的參數(shù)，n表示第n個(gè)陣元的序號(hào)，θ_m為信號(hào)入射方位角，φ_m為信號(hào)入射仰角，d為線形陣列相鄰兩個(gè)陣元的間距，λ為預(yù)設(shè)的信號(hào)波長(zhǎng)。

優(yōu)選的，還包括：

原始信號(hào)生成模塊，用于依據(jù)用戶輸入的功率信息，分別生成模擬衛(wèi)星信號(hào)和模擬干擾信號(hào)；

第一功率分配模塊，用于將模擬衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行功率分配，以生成N路模擬衛(wèi)星信號(hào)，N為陣列天線中陣元的總數(shù)量；

第二功率分配模塊，用于將模擬干擾信號(hào)進(jìn)行功率分配，以生成N路模擬干擾信號(hào)，N為陣列天線中陣元的總數(shù)量。

優(yōu)選的，還包括連接在合路模塊和移相模塊之間的濾波與功率放大模塊，用于對(duì)移相后的模擬衛(wèi)星信號(hào)和模擬干擾信號(hào)進(jìn)行濾波和功率調(diào)整，以濾除帶外諧波和雜波，并對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行功率放大，生成滿足預(yù)設(shè)干信比要求的干擾信號(hào)。具體的，濾波與功率放大模塊的電路圖如圖7所示。

優(yōu)選的，還包括：注入模塊，用于使用屏蔽箱和發(fā)射天線，將合成信號(hào)以空饋的方式向?qū)?yīng)的陣元注入。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡(jiǎn)潔，上述描述的系統(tǒng)、裝置和模塊的具體工作過程，可以參考前述方法實(shí)施例中的對(duì)應(yīng)過程，在此不再贅述。

功能如果以軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用時(shí)，可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例方法的全部或部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：U盤、移動(dòng)硬盤、只讀存儲(chǔ)器(ROM，Read-Only Memory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。

以上，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。