[发明专利]卫星通信地面站干扰防护装置及方法

说明书

本发明涉及无线通信设备抗干扰技术领域，公开了一种卫星通信地面站干扰防护装置，包括取样天线阵列，取样天线阵列包括N个取样天线单元，N≥1，还包括N+1个第一级下变频模块、馈电馈钟模块、N+1个第二级下变频模块、N+1个模数转换模块、数字信号处理模块、数模转换模块、上变频模块和本振源模块。本发明还公开了一种卫星通信地面站干扰防护方法。本发明卫星通信地面站干扰防护装置及方法，能够与卫通地面站设备集成，且可全方位角覆盖，并具有更小的电路尺寸和更高的空间分辨率。

技术领域

本发明涉及卫星通信干扰防护技术领域，具体涉及一种卫星通信地面站干扰防护装置及方法。

背景技术

卫星通信是一种依靠卫星中继实现远距离信息传输的无线通信技术。卫星通信是军事通信的重要手段之一，广泛应用于舰船、飞机等移动作战平台，常用于战术指令、战场态势、音视频通话等数据的传输。因此，保障卫星通信链路的安全可靠关乎作战胜败。实际作战中，卫星通信需能够抵抗敌方施放的电磁干扰，保障通信链路畅通。因此，提高卫星通信的干扰防护能力是亟待解决的技术问题。

卫星通信地面站一般采用抛物面天线、平板天线等高增益天线进行信号收发，能够利用天线的低旁瓣特性在一定程度上抑制干扰信号。然而，实际中天线旁瓣增益只能降低到有限的水平，因此单纯依赖天线旁瓣实现的干扰抑制能力也是有限的。特别是当干扰源方向接近天线主瓣，或当干扰源位于旁瓣但功率较大时，单独依赖抛物面天线无法满足实际抗干扰需求。

为提高卫通地面站的干扰抑制能力，一种方法是使用阵列天线波束形成方法。简单来说，通过多个天线单元接收信号，然后对接收信号进行矢量合成，使合成波束的零陷方向对准干扰源，从而实现干扰抑制。

虽然波束形成干扰抑制方法在文献中有大量报道，但应用于卫星通信地面站中还需要解决以下技术问题：

第一，难以兼容多种通信标准：当前卫星通信设备未采用统一标准，同时存在多种体制，例如TDMA、FDMA体制等，因此，通信卫星一般采用透明转发模式，以兼容不同的通信体制和协议。同样的，干扰防护装置对卫通接收信号的处理也必须是透明的，以保证对各种通信标准都适用；

第二，装置硬件及安装方案通用性较差：卫通地面站一般采用抛物面天线，无法实现波束形成。因此，若要使用波束形成抗干扰技术，必须增加额外的天线单元以及电路。增加的天线单元及电路需能够与现有卫星通信地面站设备集成安装，并能够适配典型的卫通地面站系统结构；

第三，防护装置的接入方式不够灵活，即干扰防护装置需难以方便的接入卫通地面站，并具备上述兼容性和通用性要求。

为提高卫星地面站的干扰防护能力，中国专利“双天线卫星通信系统下行链路干扰抑制方法”（申请号：201210551818.3）公开了一种双天线下行链路干扰抑制方法，但该方法需要采用下行训练序列进行滤波器权值估计，因此不能适用于无训练序列的通信系统。中国专利“一种用于卫星通信系统消除干扰的方法”（申请号：CN107872268A）公开了一种旁瓣干扰消除方法，但采用单个天线单元，无法实现多干扰源抑制，且未公开具体的电路方案。中国专利“用于卫星地面站的非合作干扰抑制装置及方法”（申请号：CN107872268A）公开了一种卫星地面站干扰防护装置设计方案，但存在以下缺点：（1）采用集中式辅助天线，容易被卫通天线等周围物体遮挡，存在空域覆盖盲区（2）采用两个独立的模块分别处理信标信号和数据信号，导致电路体积大（3）采用传统的线性自适应波束形成技术，存在空间分辨率限制，主瓣抗干扰性能差。

发明内容

本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种卫星通信地面站干扰防护装置及方法，能够与卫通地面站设备集成，且可全方位角覆盖，并具有更小的电路尺寸和更高的空间分辨率。