导航接收机外接抗干扰模块研究

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GNSS卫星导航定位系统近年来取得了迅猛的发展,已广泛应用于国民经济的众多领域。然而由于卫星信号频段固定、接收信号功率微弱等系统自身特点,使得导航接收机极易受到外界射频干扰,由此带来的损失不可估量。而现有抗干扰技术的实现大多需要对现有接收机的结构进行改造,造成极大的成本浪费。本文通过分析干扰对导航接收机的影响,设计一种外接式抗干扰模块,采用数字射频输出的设计方案,可与现有接收机兼容,并且具备较强的抗干扰能力,确保导航接收机在干扰环境下依然能够实现定位与授时。首先对抗干扰模块各单元的设计要求进行了详细分析。提出强干扰环境下射频接收通道的设计指标,重点分析了噪声系数、灵敏度以及动态范围等参数的设计要求,以及AD量化位数与抗干扰性能的关系;进行了外接抗干扰模块各单元的硬件电路设计,在完成各单元设计要求的基础上,兼顾抗干扰模块低功耗、小型化、低成本的目标。其次进行基带抗干扰处理单元的设计工作。基带处理单元采用了基于FFT的变换域干扰抑制算法,采用重叠加窗技术减少加窗带来的信噪比损失,仿真分析了算法的干扰抑制原理以及信噪比损失,在分析现有门限设置算法性能的基础上,确定了简化的门限设置算法,该算法易于工程实现,干扰抑制性能损失在可接受的范围内;介绍了变换域抗干扰算法FPGA实现的过程。最后完成了实物研制,并对外接抗干扰模块进行了实验测试。定量测试了射频通道的各项指标参数,包括噪声系数、通道增益、输出带宽、中频输出功率、AGC动态范围等重要参数,测试结果达到强干扰环境下射频通道设计要求;将抗干扰模块与普通导航接收机相连,分别进行了室内环境和室外环境下的抗干扰性能实验。测试结果表明,外接抗干扰模块可与现有接收机兼容使用,并且抗干扰处理增益达40dB左右。
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