[发明专利]多天线天基AIS接收机

摘要

本发明公开了一种多天线天基AIS接收机，包含天线阵列、射频前端和数字处理单元。天线阵列包含多个单极子天线，接收海洋船舶AIS信号；射频前端包含多个射频接收通道，完成射频信号放大滤波和变频；数字处理单元采用盲分离和差分解调方法，完成多时隙碰撞信号分离解调。本发明优点在于分离时隙碰撞信号数量多、解调方法简单，能够有效监视高船舶密度海域；对阵列构型和孔径没有特殊要求，特别适合小卫星平台。

主权项

1.一种多天线天基AIS接收机，其特征在于，包括依次设置的天线阵列（1）、射频前端（2）和数字处理单元（3）；所述天线阵列（1）包括并联的N个四分之一波长的单极子天线，N≥2，用于接收海洋船舶发射的AIS信号；所述射频前端（2）包括M个并联的射频接收模块，M=N，M个射频接收模块分别对应接收N个单极子天线的AIS信号，并分别将其放大滤波，并一次下变频至中频信号；所述数字处理单元（3）包括依次连接的A/D采样和接口模块（31）、信号检测和预处理模块（32）、信号分离模块（33）、信号解调模块（34）、数据存储模块（35）和数据传输模块（36），信号检测和预处理模块（32）再与数据存储模块（35）连接，A/D采样和接口模块（31）接收射频前端（2）的中频信号，将其转换为数字中频信号，并将其送入信号检测和预处理模块（32），信号检测和预处理模块（32）对数字中频信号进行帧头检测、数字抽取滤波、数字下变频，得到数字基带信号，将数字基带信号送入信号分离模块（33）进行信号分离，之后送入信号解调模块（34），进行解调，得到有效的AIS报文信息，再通过数据传输模块（36）传输；所述射频接收模块包括依次连接的第一LC带通滤波器（211）、低噪声放大器（212）、第二LC带通滤波器（213）、第一LC低通滤波器（214）、射频放大器（215）、混频器（216）、第二LC低通滤波器（217）、第一晶体带通滤波器（218）、第一中频放大器（219）、第二晶体带通滤波器（2110）、第二中频放大器（2111）；第一LC带通滤波器（211）接收单极子天线输入的AIS信号，用于信道预选，滤除远端带外干扰信号，将滤除干扰信号后的AIS信号送入低噪声放大器（212）进行信号低噪声放大，将经过低噪声放大后的信号送入第二LC带通滤波器（213）滤除带通滤波器寄生通带干扰后，送入第一LC低通滤波器（214），滤除第二LC带通滤波器（213）远端的干扰，并送入射频放大器（215），进行信号放大，将放大后的信号送入混频器（216），将射频信号下变频至中频信号，将中频信号送入第二LC低通滤波器（217）滤除混频器（216）的镜像干扰后，送入第一晶体带通滤波器（218），滤除邻信道强干扰信号，并将其送入第一中频放大器（219）中进行中频信号放大，将放大后的中频信号送入第二晶体带通滤波器（2110），再次滤除邻信道强干扰信号，最后送入第二中频放大器（2111），将中频信号放大；所述A/D采样和接口模块（31）包括ADC接口控制模块（315）和P个并联的A/D转换器，P=N，P个并联的A/D转换器分别与ADC接口控制模块（315）连接；P个并联的A/D转换器分别采集射频前端输出的信号采样，ADC接口控制模块（315），用于A/D转换器接口和采样时序控制，并将其送入信号检测和预处理模块（32）；所述信号分离模块（33）采用盲分离方法；所述信号解调模块（34）包括依次连接的频偏估计模块、符号定时模块、差分解调模块、寻找起始标志模块、CRC校验模块，频偏估计模块与差分解调模块连接，频偏估计模块将信号分离后的数字基带信号进行多普勒偏移补偿，之后送入符号定时模块，确定最佳比特采样时刻，再通过差分解调模块进行信息恢复，寻找起始标志模块进行帧同步，最后通过CRC校验模块进行信息纠错，得到有效的AIS报文信息。