[实用新型]无线电抗干扰设备

说明书

技术领域

本实用新型属于无线电导航和通信领域，具体涉及一种无线电抗干扰设备。

背景技术

无线电导航和通信设备，广泛应用于各种精确打击武器的制导、通信和测控、以及武器实验场高速武器的跟踪和精确轨道测量中；但以上无线电通信和导航接收的无线电信号通常很微弱，如GPS信号到达接收机的功率一般在-130dBmW左右，等于1000英里外1个25W灯泡的发光强度，这样微弱的信号非常容易遭到干扰。试验证实：功率为1W的调频干扰，可以使半径为22km内的GPS接收机不能工作。当干扰距离增加一倍时，发射功率只需增加6dB。这种干扰机使用高增益的全向天线，在视距范围几百公里内的导航用户都将受到干扰。如图1所示，为干扰源离接收机不同的距离（横轴表示）时，卫星导航接收机能够容忍的最大干扰信号比。例如100W的干扰机，距离1000米时，接收机感知到干扰电平和有用信号功率比(简称：干信比J/S，记为J/S)为90dB。对于没有做任何抗干扰处理的军码导航接收机（P（Y））接收机，最大的干信比J/S为34dB。对于经过一般抗干扰处理的P(Y)接收机，最大的干信比为44dB。一般的民用接收机能够容忍的J/S只有22dB。而此时干扰机形成的干信比J/S为90dB，远远大于以上各接收机的抗干扰门限，以上各接收机将在这种干扰环境无法正常工作。目前市场上出现了一系列针对在强电磁干扰环境下的无线电抗干扰电子设备。这些设备一般采用利用阵列天线，采用空域滤波的方式，进行干扰压制。目前，一般可以抗击60dB到90dB的无线电干扰。目前还没有出现抗干扰能力更强的无线电抗干扰设备。

目前，常规的抗干扰算法为空域自适应滤波。其基本原理是，接收无线电信号的天线不是采用一个天线，而是采用N（N>3）个天线组成的天线阵列来同时接收无线电信号。利用干扰信号和有用信号一般不是同一个方向的特征来区分干扰信号和有用信号，对同时接收到N路信号进行不同的移相和加权，然后相加，使得干扰信号进行对消，而有用信号没有被对消，从而在空域中消除了无线电信号干扰，如图2所示。图3所示为背景技术的具体实施方式：假设有N（N>3）个天线同时接收无线电信号，将天线收到的信号分别为记为，其中第m个天线单元接收到的信号记为：

上式中，为信号幅度，为信号频率，为信号相移。抗干扰信号处理的方法是，通过分析N个接收信号的特征，计算出对每一路天线信号进行相位移动和幅度加权值，然后在进行求和，得到合成后的信号

目前的抗干扰接收机采用如图4、图5所示的设备方案，接收N个天线信号的微弱射频信号，通过N个并行的射频接收机模块，进行滤波、变频放大、滤波、放大到一定强度的中频信号，然后通过模数转换器（ADC）进行量化处理。送入数字信号处理模块处理，采用空时自适应滤波算法，识别和剔除各种强电磁干扰信号，然后在基带信号处理模块内合成，然后再通过数模转换器（DAC），进行数字域到模拟域转化，再次调制到给定的频率，形成剔除干扰信号的无线电信号，送入到接收机。可以看出，这种抗干扰处理的主要特点是，对各个天线阵信号进行加权移相是在进行ADC量化后进行的，加权移相本身也是数字化方式。这种方案的优点是加权移相完全是在数字域上进行，利用一般的FPGA/DSP器件可以非常方便实现。对射频的要求不是很高，射频比较简单。目前市面上的抗干扰设备基本是这种方案。

以上方案的主要问题是抗干扰能力有限，主要原因是，其需要将天线接收到的微弱无线电信号放大到幅度比较大中频信号，才能够被ADC器件采集到。ADC器件的特点是，只有到送入到ADC前端的信号达到一定的强度后，才能被采集到。例如对于ADI公司生产的14位精度、125MSPS的AD9258器件，进入ADC前端的信号至少大于－55dBmW，才能被采集到。一般来说，中频信号必须达到ADC的最小量化电平以上3到6dB才能被采集到，否则会让信号淹没在ADC本身的噪声中。