專利名稱：一種基于自適應(yīng)陣列的全向性抗干擾多陣元gps/bd天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于全向空間目標(biāo)信號(hào)的抗干擾多陣元天線，它特別涉及一種基于自適應(yīng)陣列的全向性抗干擾多陣元GPS/BD天線。
背景技術(shù)：
GPS信號(hào)到達(dá)用戶的功率比較低，容易受到各種有意或無意信號(hào)的干擾，GPS的抗干擾問題是衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。和其他通信系統(tǒng)一樣，GPS主要有時(shí)域、空域和頻域三種抗干擾方法。空域抗干擾技術(shù)能夠很好地在干擾方向產(chǎn)生零點(diǎn)，同時(shí)還能增強(qiáng)期望方向的信號(hào)，抗干擾效果很好；空域抗干擾技術(shù)的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)就是天線陣列的設(shè)計(jì)。天線陣列的設(shè)計(jì)的一個(gè)很重要的問題是天線陣列的陣元數(shù)量和體積；總是期望單位面積內(nèi)的陣元要盡可能的多，陣元問的互耦要盡可能的小，陣元的增益要盡可能高。很多 情況下天線陣列的體積是受限的，如航空器等移動(dòng)的應(yīng)用平臺(tái)，那么在一定的面積內(nèi)怎樣在不付出性能代價(jià)的情況下盡可能地增加天線通道數(shù)是一個(gè)重要的問題。在既定的陣元數(shù)目下，怎么擺放陣元，又是一個(gè)很重要的問題，它直接影響到天線的方向圖和抗干擾能力。目前傳統(tǒng)的天線主要存在以下幾方面的問題①在綜合設(shè)計(jì)上只有規(guī)則的形狀、尺寸布陣才有有效的數(shù)學(xué)變換工具可以利用，對于一般的形狀布陣存在數(shù)學(xué)變換的困難。②如果設(shè)計(jì)的天線形狀、尺寸精度要求較高，則在生產(chǎn)制造上將出現(xiàn)加工困難；③天線的架設(shè)安裝存在與環(huán)境載體結(jié)構(gòu)沖突的困難；④在自然環(huán)境中，以及運(yùn)動(dòng)中常常發(fā)生變形導(dǎo)致天線功能退化；⑤如果天線局部損壞，將引起天線性能嚴(yán)重退化，抗損性較差；⑥由于電離層變化、大氣變化以及地形環(huán)境的變化，多徑效應(yīng)將會(huì)引起快慢衰落現(xiàn)象，傳統(tǒng)天線對衰落防護(hù)能力較差；⑦既定功能的天線，不能根據(jù)環(huán)境以及運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的變換而實(shí)時(shí)的優(yōu)化調(diào)整其性倉泛;⑧傳統(tǒng)天線只對主波束具有較好的接受功能，對于邊瓣和零向的信號(hào)接收性能較差;⑨天線的自動(dòng)處理控制功能較差。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題而提供一種具有全向性，抗干擾、可靠性好，功耗低、體積小的一種基于自適應(yīng)陣列的全向性抗干擾多陣元GPS/BD天線。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種基于自適應(yīng)陣列的全向性抗干擾多陣元GPS/BD天線，包括傳感器陣元、低噪聲放大器(LNA)單元、下變頻單元、AD轉(zhuǎn)換器單元、自適應(yīng)處理器，并依次采用銅導(dǎo)線連接，所述的傳感器陣列單元包含有一個(gè)基準(zhǔn)陣元和三個(gè)參考陣元，基準(zhǔn)陣元的中心點(diǎn)與圓心重合，三個(gè)參考陣元以基準(zhǔn)陣元的中心為坐標(biāo)系頂點(diǎn)以120度角度差分別位于基準(zhǔn)陣元的三個(gè)方向上并與圓心的距離相等。進(jìn)一步，所述的傳感器陣列單元由高靈敏度GPS/BD天線振子組成，采用右旋圓極化方式，可以抑制信號(hào)在傳輸過程中由于反射形成的多路徑效應(yīng)。進(jìn)一步，所述的自適應(yīng)處理器包括一個(gè)信號(hào)處理器和一個(gè)自適應(yīng)算法控制器兩部分。本實(shí)用新型所述的一種基于衛(wèi)星系統(tǒng)的GPS/ BD有源接收天線進(jìn)行信號(hào)接收的步驟如下I、接收天線四個(gè)陣元同時(shí)接收GPS/BD導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)；2、以中心陣元天線接收的信號(hào)為基準(zhǔn)處理信號(hào)；3、通過基準(zhǔn)信號(hào)與其他觀測量的對比，確定干擾信號(hào)來向；·4、通過自適應(yīng)處理器調(diào)整自適應(yīng)算法中的加權(quán)系數(shù)，使天線方向圖的零陷對準(zhǔn)干擾信號(hào)來向；5、通過自適應(yīng)處理器對各路的信號(hào)求和輸出至下一級(jí)處理器。本實(shí)用新型的有益效果是由于本實(shí)用新型所述的一種基于衛(wèi)星系統(tǒng)的GPS/ BD有源接收天線傳感器陣列單元采用圓環(huán)形陣列，基準(zhǔn)陣元接收衛(wèi)星導(dǎo)航電文信號(hào)，由于基準(zhǔn)陣元處于陣列的中心位置，它接受的信號(hào)幅值將會(huì)接近所有陣列接收信號(hào)幅值的均值，參考陣元以圓環(huán)形分布于基準(zhǔn)陣元周圍，位于噪聲方向的參考陣元得到的信號(hào)幅值將會(huì)大于基準(zhǔn)陣元，噪聲干擾反方向的參考陣元接收信號(hào)幅值低于參考陣元，由此可以得出準(zhǔn)確的干擾來向。由于參考陣元位于基準(zhǔn)陣元周圍，并且等間距，對于噪聲干擾的處理更加穩(wěn)定可靠，不存在因?yàn)橹本€陣列以及方陣中由于基準(zhǔn)陣元與第三四陣元的距離增大而產(chǎn)生的參數(shù)改變。因此本實(shí)用新型所述的有源抗干擾接收天線對信號(hào)處理具有可靠性好，由于采用圓環(huán)形陣列，天線的體積比直線型及方陣體積小。

圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明如圖I所示，一一種基于自適應(yīng)陣列的全向性抗干擾多陣元GPS/BD天線，包括傳感器陣列單元I、低噪聲放大器(LNA)單元2、下變頻單元3、AD轉(zhuǎn)換器單元4、自適應(yīng)處理器5，并依次采用銅導(dǎo)線連接，傳感器陣列單元I包含有一個(gè)基準(zhǔn)陣元101和三個(gè)參考陣元102，基準(zhǔn)陣元101的中心點(diǎn)與圓心重合，三個(gè)參考陣元102以基準(zhǔn)陣元101的中心為坐標(biāo)系頂點(diǎn)以120度角度差分別位于基準(zhǔn)陣元101的三個(gè)方向上并與圓心的距離相等，同時(shí)傳感器陣列單元I由高靈敏度GPS/BD天線振子組成，采用右旋圓極化方式，用于抑制信號(hào)在傳輸過程中由于反射形成的多路徑效應(yīng)，自適應(yīng)處理器5包括一個(gè)信號(hào)處理器501和一個(gè)自適應(yīng)算法控制器502兩部分。傳感器陣列單元I接收衛(wèi)星導(dǎo)航電文信號(hào)，經(jīng)過低噪聲放大器(LNA)單元2送入下變頻單元3，下變頻后的信號(hào)經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換器單元4轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后輸入到自適應(yīng)處理器5中的信號(hào)處理器501，信號(hào)處理器501通過對輸入的信號(hào)計(jì)算，調(diào)整各個(gè)陣元的計(jì)算加權(quán)系數(shù)，自適應(yīng)算法控制器502接收信號(hào)處理器501的加權(quán)系數(shù)輸入后，控制方向圖網(wǎng)路的復(fù)加權(quán)系數(shù)調(diào)整，調(diào)整方向圖網(wǎng)路的復(fù)加權(quán)系數(shù)，使方向圖的零陷對準(zhǔn)干擾源的來向，從而將干擾來向的信號(hào)抑制掉，獲得可靠的導(dǎo)航 信號(hào)送至下級(jí)解算處理器，以實(shí)現(xiàn)抗干擾的功能。
權(quán)利要求1.一種基于自適應(yīng)陣列的全向性抗干擾多陣元GPS/BD天線，包括傳感器陣列單元、低噪聲放大器LNA單元、下變頻單元、AD轉(zhuǎn)換器單元、自適應(yīng)處理器，并依次采用銅導(dǎo)線連接，其特征在于所述的傳感器陣列單元包含有一個(gè)基準(zhǔn)陣元和三個(gè)參考陣元，基準(zhǔn)陣元的中心點(diǎn)與圓心重合，三個(gè)參考陣元以基準(zhǔn)陣元的中心為坐標(biāo)系頂點(diǎn)以120度角度差分別位于基準(zhǔn)陣元的三個(gè)方向上并與圓心的距離相等。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于自適應(yīng)陣列的全向性抗干擾多陣元GPS/BD天線，其特征在于所述的傳感器陣列單元由高靈敏度GPS/BD天線 振子組成，采用右旋圓極化方式。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于自適應(yīng)陣列的全向性抗干擾多陣元GPS/BD天線，其特征在于所述的自適應(yīng)處理器包括一個(gè)信號(hào)處理器和一個(gè)自適應(yīng)算法控制器兩部分。
專利摘要本實(shí)用新型揭示一種基于自適應(yīng)陣列的全向性抗干擾多陣元GPS/BD北斗接收天線，該天線用于空間GPS/北斗信號(hào)的接收。所述的天線，包括傳感器陣列單元、低噪聲放大器(LNA)單元、下變頻單元、AD轉(zhuǎn)換器單元、自適應(yīng)處理器，并依次采用銅導(dǎo)線連接，傳感器陣列單元包含有一個(gè)基準(zhǔn)陣元和三個(gè)參考陣元，基準(zhǔn)陣元的中心點(diǎn)與圓心重合，三個(gè)參考陣元以基準(zhǔn)陣元的中心為坐標(biāo)系頂點(diǎn)以120度角度差分別位于基準(zhǔn)陣元的三個(gè)方向上并與圓心的距離相等。本實(shí)用新型與傳統(tǒng)的天線相比，具有增益高，抗干擾能力強(qiáng)、可靠性好，功耗低、體積小等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01Q21/00GK202759023SQ20122003396
公開日2013年2月27日 申請日期2012年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月3日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請人:重慶九洲星熠導(dǎo)航設(shè)備有限公司