[发明专利]一种适用于高精度卫星导航设备的同频干扰消除方法

说明书

一种适用于高精度卫星导航设备的同频干扰消除方法，应用于存在已知信息的大功率同频干扰环境下的高精度导航设备。本发明在高精度导航设备射频前端配备了微波开关，在已知同频干扰发射窗口期间，将微波开关设置为阻断状态，用微波开发阻隔同频干扰信号能量进入高精度导航设备射频信道，保护射频信道不被同频干扰功率烧毁，在同频干扰设备不发射功率的间隙窗口期间，将微波开关设置为连通状态，使导航信号进入射频信号，支持高精度导航设备的持续工作。通过控制微波开关的阻断连通状态，保证了存在已知同频干扰环境下的高精度导航设备不受到同频电磁波信号的干扰，从而连续输出高精度位置速度服务信息。

技术领域

本发明涉及一种适用于高精度卫星导航设备的同频干扰消除方法，属于空间飞行器技术领域。

背景技术

随着现代科技的飞速发展，高精度导航设备是通信、电力、工业、商务以及国防建设等领域重要的基础保障平台之一，精确的时空服务需求也越来越广泛，人们对时空服务的精度和稳健性、完好性提出了越来越高的要求，在各种复杂环境下如何获得高精度时空服务是保障各系统正常可靠运行的关键。

卫星导航系统空间段由分布在全球的多颗卫星组成，通过发射天线向地球表面及其临近空间发射L波段导航信号，到达地表的功率水平在-130dbm左右，相当于在天线内部激励起几十纳伏量级的原始电压信号，天线收到的射频信号能量很低，低于热噪声20dB。紧随天线之后，导航信号进入射频信道，由射频信号完成信号的滤波放大与下变频，由ADC采样后，开始数字信号处理环节。

L波段信号除用于导航信号外，还可用于雷达等电子信息领域。以L波段雷达为例，在这些工作环境中，星载或者机载的L波段雷达数据反演处理需要以精确的时空基准为基础。因此，L波段雷达需要配备高精度的卫星导航设备来提供时空位置服务。L波段雷达在工作期间，会以脉冲的方式对外发射大功率信号，通常情况下，发射频率约1000Hz，功率发射窗口占空比约为15％-30％，瞬间发射功率达到MW量级，远远超过卫星导航的接收功率。

卫星导航信号的到达功率为-130dBm，在L波段雷达功率发射瞬间，雷达发射信号形成的干扰能量比卫星导航信号高出170dB-200dB，这些干扰会全面压制卫星导航信号的接收，也会烧毁卫星导航设备的射频信道，使卫星导航设备彻底失去工作能力。

发明内容

本发明所解决的技术问题是：克服现有技术不足，提供一种适用于高精度卫星导航设备的同频干扰消除方法，在存在已知同频干扰环境下的卫星导航设备中采用微波开关，在同频干扰发射电磁波信号时，将微波开关阻断，避免大功率的同频信号进入射频信道，起到保护射频信道的作用，在同频设备不发射大功率电磁波时，将微波开关连通，保证正常的导航射频信号进入信道，支持后续的导航信下变频与数字信号处理，从而保证高精度的位置速度服务。本发明以星载轨道环境下L波段雷达工作场景为例阐述，所述方法适用于别的已知同频干扰环境下的高精度导航设备。

本发明的技术解决方案是:一种适用于高精度卫星导航设备的同频干扰消除方法，步骤如下：

(1)在低轨道空间飞行器上表面安装导航天线，装配卫星导航接收机，接收来自天顶的卫星导航信号，在下表面装配L波段雷达天线，对地辐射电磁波；同时L波段雷达天线发射与卫星导航同频段的脉冲信号；

(2)标定功率放大器发射前延时dt1，发射前延时dt1的起始时间点为L波段雷达脉冲功率发射控制信号开启时刻，结束时间点为L波段功率放大器开始工作并对外辐射电磁波的时刻；

(3)标定功率放大器发射后延时dt2，发射结束延时dt2的起始时间点为L波段雷达脉冲功率发射控制信号关闭时刻，结束时间点为L波段功率放大器停止工作，停止对外辐射电磁波的时刻；

(4)标定微波开关阻断延时ds1，阻断延时ds1的起始时间点为微波开关控制信号的上升沿，结束时间点为微波开关由连通状态变为阻断状态的时刻；