一种卫星信号接收机板卡和接收方法与流程

本发明涉及卫星导航领域，具体涉及一种卫星信号接收机板卡和接收方法。

背景技术：

1、北斗三号系统继承北斗有源服务和无源服务两种技术体制，能够为全球用户提供基本导航(定位、测速、授时)、全球短报文通信、国际搜救服务。北斗三号相比于北斗二号，不仅卫星组网从区域走向全球，而且在载荷，星间链路，激光通信等方面也有进步。与此同时电磁环境也愈加复杂，为保证军事领域中对复杂环境的适应能力与生存能力，对抗干扰的功能和性能提出了更高的要求。传统的抗干扰接收机以北斗二号为基准进行设计，无法完全匹配北斗三号系统。射频前端链路动态范围限制了抗干扰性能的提升，因此如何提高板卡的抗干扰能力是亟待解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施方式提供了一种卫星信号接收机板卡和接收方法，从而提高了接收机板卡的抗干扰能力，达到了接收北斗三号信号的要求。

2、根据第一方面，本发明提供了一种卫星信号接收机板卡，所述板卡包括：rdss射频模块、抗干扰模块，其中：所述rdss射频模块用于接收外部rdss信号，以通过所述rdss射频模块中的rdss高线性度射频芯片将所述rdss信号转换为中频模拟信号发送给所述抗干扰模块；所述抗干扰模块的输入端与所述rdss射频模块的输出端连接，所述抗干扰模块用于将所述中频模拟信号转换为中频数字信号，对所述中频数字信号进行干扰消除和功率检测，并根据功率检测的结果反馈增益变化量至所述rdss高线性度射频芯片，以使所述rdss高线性度射频芯片调整所述中频模拟信号的放大程度。

3、可选地，所述rdss射频模块包括：rdss多阵元天线、低噪声放大器、限幅器、滤波器、rdss高线性度射频芯片和射频模拟输出接口，其中：所述rdss多阵元天线用于接收所述外部rdss信号；所述低噪声放大器的输入端与所述rdss多阵元天线的输出端连接，所述低噪声放大器用于对所述外部rdss信号进行放大处理；所述限幅器的输入端与所述低噪声放大器的输出端连接，所述限幅器用于整形所述外部rdss信号；所述滤波器的输入端与所述限幅器的输出端连接，所述滤波器用于对整形后的所述外部rdss信号进行滤波；所述rdss高线性度射频芯片的输入端与所述滤波器的输出端连接，所述rdss高线性度射频芯片用于将滤波后的所述外部rdss信号转换为中频模拟信号，并将所述中频模拟信号通过芯片内部的数控衰减器放大后发送至所述抗干扰模块，所述数控衰减器用于根据所述抗干扰模块反馈的所述增益变化量调整所述中频模拟信号的放大程度；所述射频模拟输出接口与所述抗干扰模块的模拟输出端连接，所述射频模拟输出接口用于对接其他外部接收机。

4、可选地，所述抗干扰模块包括模数转换器、抗干扰芯片和数模转换器，其中：所述模数转换器的输入端与所述rdss高线性度射频芯片的输出端连接，所述模数转换器用于将接收的所述中频模拟信号转换为中频数字信号；所述抗干扰芯片的输入端与所述模数转换器的输出端连接，所述抗干扰芯片用于检测所述中频数字信号的信号功率，并根据所述信号功率的大小反馈增益变化量至所述数控衰减器，所述抗干扰芯片还用于对所述中频数字信号进行干扰消除以输出用于定位或导航的目标数字信号；所述数模转换器的输入端与所述抗干扰芯片的输出端连接，所述数模转换器用于将所述目标数字信号转换为目标模拟信号，并将所述目标模拟信号发送至所述rdss射频模块，以使所述rdss射频模块通过所述射频模拟输出接口将所述目标模拟信号发送至其他外部接收机。

5、可选地，所述抗干扰芯片还用于根据所述中频数字信号校正所述板卡中信号通道的频率相位；所述抗干扰芯片还用于确定干扰信号的方向、大小和个数。

6、可选地，所述板卡还包括rnss射频模块和第二抗干扰模块，所述rnss射频模块的输出端与所述第二抗干扰模块的输入端连接，所述rnss射频模块包括：rnss多阵元天线，用于接收外部rnss信号；第二低噪声放大器，所述第二低噪声放大器的输入端与所述rnss多阵元天线的输出端连接，所述第二低噪声放大器用于对所述外部rnss信号进行放大；第二限幅器，所述第二限幅器的输入端与所述第二低噪声放大器的输出端连接，所述第二限幅器用于整形所述外部rnss信号；第二滤波器，所述第二滤波器的输入端与所述第二限幅器的输出端连接，所述第二滤波器用于对整形后的所述外部rnss信号进行滤波；rnss高线性度射频芯片，所述rnss高线性度射频芯片的输入端与所述第二滤波器的输出端连接，所述rnss高线性度射频芯片用于将滤波后的所述外部rnss信号转换为第二中频模拟信号，并将所述第二中频模拟信号通过芯片内部的第二数控衰减器放大后发送至所述第二抗干扰模块，所述第二数控衰减器用于根据所述第二抗干扰模块反馈的增益变化量调整所述第二中频模拟信号的放大程度；第二射频模拟输出接口，所述第二射频模拟输出接口与所述第二抗干扰模块的模拟输出端连接，所述第二射频模拟输出接口用于对接其他外部接收机。

7、可选地，所述第二抗干扰模块包括：第二模数转换器，所述第二模数转换器的输入端与所述rnss高线性度射频芯片的输出端连接，所述第二模数转换器用于将接收的所述第二中频模拟信号转换为第二中频数字信号；第二抗干扰芯片，所述第二抗干扰芯片的输入端与所述第二模数转换器的输出端连接，所述第二抗干扰芯片用于检测所述第二中频数字信号的第二信号功率，并根据所述第二信号功率的大小反馈增益变化量至所述第二数控衰减器，所述第二抗干扰芯片还用于对所述第二中频数字信号进行干扰消除以输出用于定位或导航的第二目标数字信号；第二数模转换器，所述第二数模转换器的输入端与所述第二抗干扰芯片的输出端连接，所述第二数模转换器用于将所述第二目标数字信号转换为第二目标模拟信号，并将所述第二目标模拟信号发送至所述rnss射频模块，以使所述rnss射频模块通过所述第二射频模拟输出接口将所述第二目标模拟信号发送至其他外部接收机。

8、根据第二方面，本发明提供了一种卫星信号接收机接收方法，应用于第一方面任意一项可选实施方式的所述板卡中，针对接收的电磁信号，所述电磁信号为rdss信号或rnss信号，所述方法包括：通过外部电磁信号的信号类型对应的射频模块接收所述外部电磁信号，并将所述外部电磁信号进行放大、整形和滤波处理得到第二电磁信号；通过所述射频模块将所述第二电磁信号送至对应的抗干扰模块，并利用所述抗干扰模块中的模数转换器对所述第二电磁信号进行转换得到第二数字信号；通过所述抗干扰模块中的抗干扰芯片实时检测接收第二数字信号过程中的信号功率，并根据信号功率大小反馈增益变化量给所述射频模块中高线性度射频芯片，以使所述高线性度射频芯片根据所述增益变化量调节所述第二电磁信号的功率大小；通过所述抗干扰芯片对所述第二数字信号进行干扰消除，并将干扰消除后得到的目标数字信号发送至基带模块，以使基带模块对所述目标数字信号进行分析获取定位和/或导航结果。

9、可选地，在通过外部电磁信号的信号类型对应的射频模块接收所述外部电磁信号，并将所述外部电磁信号进行放大、整形和滤波处理得到第二电磁信号之前，所述方法还包括：通过所述外部电磁信号的信号类型对应的射频模块接收外部电磁信号，并将所述电磁信号发送至对应的抗干扰模块，以通过所述抗干扰模块中的抗干扰芯片将各个信号通道的频率相位调整一致。

10、可选地，所述方法还包括：通过抗干扰芯片中预置的music算法对所述第二数字信号的协方差矩阵进行特征分解，以获取干扰子空间和噪声子空间；根据所述干扰子空间和噪声子空间内积运算结果获取所述第二数字信号中的干扰个数、干扰功率以及干扰方向。

11、可选地，所述方法还包括：通过所述抗干扰模块中的数模转换器将所述目标数字信号转换为目标模拟信号；将所述目标模拟信号发送至所述射频模块中的射频模拟输出接口，以通过所述射频模拟输出接口将所述目标模拟信号转发至其他外部接收机。

12、本发明技术方案，具有如下优点：

13、本发明实施例提供的一种卫星信号接收机板卡和接收方法。该板卡具体包括：通过内置高线性度射频芯片的rdss射频模块接收外部信号，同时配合抗干扰模块根据信号功率检测结果的大小反馈的增益变化量，使得射频部分可处理更大的接收信号功率，实时调节接收信号的功率大小，使接收信号功率通过调节至可处理范围，以在接收无干扰卫星小信号时，调大增益，使卫星信号功率变大，噪声变化不大，保持低噪声特性；在输入大干扰信号时，调小增益，使得干扰信号在射频芯片线性动态范围上限内，保持线性不失真输出。从而扩展了射频前端对大功率信号处理范围，提高了抗干扰门限，提升了接收机板卡的抗干扰性能。

14、此外在抗干扰模块的抗干扰芯片中植入基于music算法的干扰感知算法，准确获取干扰信号的个数、方向和大小。在射频模块中添加射频模拟输出接口，方便将干扰处理后的射频信号转发给其他外部接收机，使得一些旧型号接收机在不经过改动的情况下也能够对接北斗三号系统。同时接收机板卡还包括支持rnss业务的射频模块和抗干扰模块，使得接收板卡同时能够对rdss和rnss两种业务信号进行分析和处理，提高了接收机板卡的实用性和不同场景的适应能力。