一种新型北斗卫星干扰监测终端的制作方法

本实用新型涉及北斗导航技术领域，特别是涉及一种新型北斗卫星干扰监测终端。

背景技术：

随着卫星导航技术的迅速发展，卫星导航系统在军事、车船导航、电力、邮电、大地测绘、工程测量等领域广泛应用，已成为国家pnt体系(positioning,navigationandtiming)的重要组成部分。通过实施压制干扰阻止对手使用卫星导航服务的主要手段，只有具备抗干扰功能的接收机才有生存能力。抗干扰已经成为卫星导航接收设备必须考虑的问题之一。通常情况下采用阵列天线对干扰信号进行过滤和消除，但单纯对干扰的过滤和消除已不能满足当前对于定位的需求，如何定位干扰源，找到干扰源，才能从根本上消除卫星导航接收机的威胁。

技术实现要素：

根据现有技术存在的问题，本实用新型提出一种新型北斗卫星干扰监测终端，可通过sma射频接口与普通卫星导航接收机连接，从而达到抗干扰的目的，在抗干扰的同时还可对干扰方向、干扰强度进行判断，输出干扰信息、定位信息、卫星信息，并具有集成化、模块化、轻量化的优势。

本实用新型的技术方案是：

1.一种新型北斗卫星干扰监测终端，其特征在于，包括天线板和信号处理板；所述天线板包括多阵元天线阵列，用于产生多路独立的射频信号；所述信号处理板包括射频处理单元，中频抗干扰处理单元和基带处理单元；所述射频处理单元包括上变频模块和下变频模块，所述下变频模块包括分别与多路射频信号一一对应的独立的下变频信号处理通路；所述中频抗干扰处理单元包括fpga处理器；多路独立的射频信号经过下变频处理后输出多路独立的模拟中频信号进入中频抗干扰处理单元，经fpga处理后，输出抗干扰处理后的模拟中频信号，同时进入基带处理单元，完成干扰分析及定位解算；输出的模拟中频信号经过射频处理单元上变频模块的处理，输出抗干扰处理后的射频信号。

2.所述多阵元天线阵列为四阵元天线阵列，四个天线阵元呈方阵布局，用于接收北斗卫星信号，阵元间保持抗干扰频点半波长的间距。

3.所述独立的下变频信号处理通路为“低躁放—>变频器—>滤波器”信号处理通路；所述射频处理单元上具有信号隔离槽，用于对每路独立的下变频信号处理通路进行隔离，防止各通路间串扰。

4.所述下变频模块还包括石英晶体基准振荡器、锁相器pll及频率合成器，由石英晶体振荡器产生基准频率，通过锁相器pll及频率合成器产生本振信号，送入变频器中，放大的射频信号与本振信号进行混频后，下变频为模拟中频信号；还包括倍频器，基准频率通过倍频器产生adc采样时钟，为中频抗干扰处理单元提供时钟信号。

5.所述中频抗干扰处理单元还包括与fpga处理器连接的adc转换器、dac转换器、pll电路、fiash及fpga周边电路模块；所述pll电路用于将射频处理单元提供的基准频率进行分频后提供给fpga处理器和adc转换器使用；射频处理单元输出的多路独立的模拟中频信号经adc转换器后产生独立的adc采样信号，经fpga处理后通过dac转换器输出模拟中频信号if_out。

6.所述上变频模块包括中频放大器、滤波器、上变频器、低噪声电子放大器，将抗干扰处理后的模拟中频信号if_out进行中频放大、滤波、上变频处理，输出抗干扰处理后的射频信号rf_out。

7.所述基带处理单元上还包括uart控制器，用于与计算机进行互联，进行调试和测试。

8.还包括电源模块，用于为信号处理板供电。

9.所述信号处理板上具有sma射频插座，用于连接外部卫星导航接收机，输出抗干扰处理后的射频信号rf_out。

10.所述信号处理板上还具有j30j-15zkp连接器，用于与电源模块连接，提供电源接口；以及与uart串口控制器连接，提供uart串口以及fpga的jtag控制接口。

本实用新型的技术效果：

本实用新型提出一种新型北斗卫星干扰监测终端，也称为一种干扰监测天线，可通过sma射频接口与普通卫星导航接收机连接，不仅仅能够完成普通抗干扰天线的抗压制式干扰功能，同时还能对干扰源方向及干扰强度进行判断，输出干扰信息、定位信息、卫星信息；本实用新型的干扰监测终端由天线板和信号处理板组成，具有集成化、模块化、轻量化的优势。

附图说明

图1是本实用新型实施例的组成结构分解图。

图2是本实用新型实施例的信号处理板结构框图。

附图标记列示如下：1-四阵元天线；2-lna-rf_in1低噪放；3-lna-rf_in2低噪放；4-lna-rf_in3低噪放；5-lna-rf_in4低噪放；6-下变频器(含4个独立下变频器，分别与射频通路rn_in1～4一一对应)；7-带通滤波器，适配北斗b3频带；8-pll锁相环及频率合成器；9-石英晶体基准振荡器；10-倍频器；11-四路adc转换器；12-pll锁相环；13-fpga处理器；14-flash及fpga周边电路模块；15-dac转换器；16-电源模块；17-j30j-15zkp连接器，21pin双排针，其中数字1、11、12、21表示各排的起始针脚；18-线缆21pin-j30j插头；19-线缆外接串口；20-5vdc电源输入；21-中频放大器；22-滤波器；23-上变频器；24-lna低噪放；25-sma射频插座，26-uart控制器，27-基带处理模块，28-天线外罩，29-天线板，30-信号处理板，31-天线阵元，32-中频抗干扰处理单元；33-基带处理单元；34-射频处理单元，35-信号隔离槽。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细说明。

如图1所示，是本实用新型实施例的组成结构分解图。一种新型北斗卫星干扰监测终端，包括天线板29和信号处理板30；天线板29和信号处理板30由天线外罩28罩盖；天线板29包括多阵元天线阵列，用于产生多路独立的射频信号；本实施例以四阵元天线阵列为例，四个天线阵元31呈方阵布局，用于接收北斗卫星信号，以b3频点为例，阵元间保持抗干扰频点半波长的间距11.82cm，满足了抗干扰天线的抑制能力和小型化的目的。信号处理板30包括射频处理单元34，中频抗干扰处理单元32和基带处理单元33。

如图2所示，是本实用新型实施例的信号处理板结构框图。射频处理单元包括上变频模块和下变频模块，四阵元天线阵列1产生四路独立的射频信号rf_in1～rf_in4进入射频处理单元的下变频模块；下变频模块包括分别与射频信号rn_in1～rf_in4一一对应的四路独立的“lna-rf_in1低噪放2—>下变频器6—>带通滤波器7”、“lna-rf_in2低噪放3—>下变频器6—>带通滤波器7”、“lna-rf_in3低噪放4—>下变频器6—>带通滤波器7”、“lna-rf_in4低噪放5—>下变频器6—>带通滤波器7”下变频信号处理通路，并且设计有信号隔离槽35，用于对每路独立的下变频信号处理通路进行隔离，防止各通路间串扰，如图1所示。射频信号rf_in1～rf_in4经过下变频处理后产生四路独立的模拟中频信号if_in1～if_in4；下变频模块还包括tcxo石英晶体基准振荡器9、pll锁相环及频率合成器8，由石英晶体振荡器9产生基准频率，通过pll锁相环及频率合成器8产生本振信号，送入四个独立的下变频器6中，lna低噪放进行射频前端信号放大，放大的射频信号与本振信号进行混频后，下变频为模拟中频信号，然后通过带滤波器7产生四路独立的模拟中频信号if_in1～if_in4；下变频模块还包括倍频器10，基准频率通过倍频器产生adc采样时钟。本实施例为10倍频器，产生62mhzadc采样时钟，输入中频抗干扰处理单元，为中频抗干扰处理单元提供时钟信号。

中频抗干扰处理单元是进行抗干扰处理及干扰监测的核心模块，包括fpga处理器13，还包括与fpga连接的四路adc转换器11、dac转换器15、pll锁相环12、fiash及fpga周边电路模块14；中频抗干扰处理单元接收射频处理单元下变频模块输出的四路模拟中频信号if_in1～if_in4与时钟信号，四路独立的模拟中频信号if_in1～if_in4经过四路adc转换器11后，进入fpga中进行数字信号处理，通过dac转换器15输出一路抗干扰处理后的模拟中频信号if_out，同时可以将fpga处理后的中频数据通过高速数据接口连接至基带处理模块27中，进行进一步的数据解算，完成卫星情况分析及定位导航功能，同时输出干扰信息；pll锁相环将射频处理单元提供的62m基准频率进行分频后提供给fpga处理器和adc转换器使用。基带处理单元上还包括与基带处理模块27连接的uart控制器26，用于与计算机进行互联，进行调试和测试。本实用新型最多可达到八阵元天线阵列，中频抗干扰处理单元最多可支持八路输入两路输出，即同时完成最多抗单一频点的七不同来向干扰或双频点三个不同来向干扰的分析及解算功能。

射频处理单元的上变频模块包括中频放大器21、滤波器22、上变频器23、lna低躁放24，将中频抗干扰处理单元输出的抗干扰处理后的模拟中频信号if_out进行中频放大、滤波、上变频处理，输出抗干扰处理后的射频信号rf_out；信号处理板上具有sma射频插座25，可通过sma射频插座25连接外部接收机用于收星定位，输出抗干扰处理后的射频信号rf_out。

还包括电源模块16，用于为信号处理板供电，电源模块将输入的5v电源进行稳压和转换后生成5v，3.3v，1.8v，1.0v四种电压，其中5v电压为下变频、上变频模块和中频抗干扰处理单元中的pll供电；1.0v、3.3v为中频抗干扰处理单元中的fpga处理器供电和基带处理单元供电；3.3v为中频抗干扰处理单元中的flash芯片供电和uart控制器供电；1.8v为中频抗干扰处理单元中的adc转换器、dac转换器供电。信号处理板上还具有j30j-15zkp连接器17，用于与电源模块16连接，提供电源接口；以及与uart控制器26连接，用于调试升级及干扰和定位信息输出。

本实用新型为模块化产品，对外接口为sma接口和15pin的j30j-15zkp连接器。其中sma接口为射频输出接口，输出抗干扰后的射频信号，可连接卫星导航接收机射频接口；j30j-15zkp连接器是计算机通信接口和电源接口，用于提供电源接口，uart串口，以及fpga的jtag控制接口，电源接口为整个干扰监测终端提供电源支持，rs232串口用于干扰信息输出和软件调试，jtag调试接口用于fpga对中频抗干扰处理模块进行配置和调试。还配有线缆21pin-j30j插头18，提供线缆外接串口19和+5vdc电源输入20。

应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明创造，但不以任何方式限制本发明创造。一切不脱离本发明创造的精神和范围的技术方案及其改进，其均涵盖在本发明创造的保护范围当中。