一种具有抗干扰功能的双模放大多路分配系统及分配方法
阅读说明：本技术 一种具有抗干扰功能的双模放大多路分配系统及分配方法 (Dual-mode amplification multi-path distribution system with anti-interference function and distribution method ) 是由 朱玉波 于 2020-05-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种具有抗干扰功能的双模放大多路分配系统及分配方法,本发明具有三路GPS/北斗天线单元,通过检测及控制单元用于检测第一射频有源单元、第二射频有源单元和第三射频有源单元的信号强度,并控制射频开关和多路GPS/北斗信号切换单元的切换,第三GPS/北斗天线单元连接有抗干扰模块能够在其他天线单元受到干扰无法工作时,保持GPS/北斗信号不间断输出,本发明具有三通道输入和多通道输出,有效的减少天馈系统数量、降低施工难度和成本。(The invention discloses a dual-mode amplification multi-path distribution system with an anti-interference function and a distribution method, wherein the dual-mode amplification multi-path distribution system is provided with three paths of GPS/Beidou antenna units, a detection and control unit is used for detecting the signal intensity of a first radio frequency active unit, a second radio frequency active unit and a third radio frequency active unit and controlling the switching of a radio frequency switch and a multi-path GPS/Beidou signal switching unit, and the third GPS/Beidou antenna unit is connected with an anti-interference module which can keep the GPS/Beidou signal to be uninterruptedly output when other antenna units are interfered and cannot work.)
技术领域
本发明移动通信领域，具体涉及一种具有抗干扰功能的双模放大多路分配系统及分配方法。
背景技术
移动通信是当今社会生活中不可或缺的一个重要组成部分，也是近几年高速发展的公共技术领域，GPS/北斗作为通信技术应用的一部分已经成为国际标准，目前GPS/北斗已经广泛应用于导航、测量、通信和授时等几个方面，GPS/北斗信号携带有固定的同步信号，在移动通信领域，GPS/北斗授时主要提供数据传输时的基准同步信号。
随着近年来5G网络大规模建设和普及应用，我国移动通信事业迎来了飞速发展。据工信部最新的官方数据，我国移动通信基站总数已经超过600万,移动通信领域的CDMA和、TDS、LTE、NR等技术均利用GPS/北斗提供同步校准信号。
但是目前的GPS/北斗双模智能放大多路分配系统存在很大缺陷，由于GPS/北斗卫星信号到达地面用户接收机时相当微弱(大约-160dBW)，比接收机的热噪声还要低约30dB；由于GPS/北斗双模智能放大分配系统的GPS/北斗天线不具有抗干扰功能，在复杂的电磁环境下或人为干扰下，设备经常不能正常使用，导致基站失去同步、授时和导航能力，严重影响国计民生，因此解决GPS/北斗双模智能放大多路分配系统抗干扰问题已经成为当务之急。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种具有抗干扰功能的双模放大多路分配系统及分配方法，能够抵抗复杂电磁环境下或认为的干扰。
为了达到上述目的，一种具有抗干扰功能的双模放大多路分配系统，包括至少一个第一GPS/北斗天线单元、至少一个第二GPS/北斗天线单元和至少一个第三GPS/北斗天线单元，第一GPS/北斗天线单元连接第一射频有源单元，第二GPS/北斗天线单元连接第二射频有源单元，第三GPS/北斗天线单元连接第三射频有源单元，第一射频有源单元连接第一有源滤波放大单元，第二射频有源单元连接射频开关，第三射频有源单元连接抗干扰模块，抗干扰模块连接射频开关，射频开关连接第二有源滤波放大单元，第一有源滤波放大单元和第二有源滤波放大单元均连接多路GPS/北斗信号切换单元，多路GPS/北斗信号切换单元连接智能多路分配单元；
第一射频有源单元、第二射频有源单元和第三射频有源单元均连接检测及控制单元，检测及控制单元连接射频开关和多路GPS/北斗信号切换单元；
检测及控制单元用于检测第一射频有源单元、第二射频有源单元和第三射频有源单元的信号强度，并控制射频开关和多路GPS/北斗信号切换单元的切换。
抗干扰模块包括抗干扰处理单元，抗干扰处理单元连接第三射频有源单元和上变频模块，第三射频有源单元和上变频模块均连接本振模块，上变频模块连接射频开关。
第一射频有源单元、第二射频有源单元、第三射频有源单元、抗干扰模块、射频开关、第一有源滤波放大单元、第二有源滤波放大单元和路GPS/北斗信号切换单元均通过第一电源和第二电源供电，第一电源和第二电源组成双路电源。
一种具有抗干扰功能的双模放大多路分配系统的分配方法，包括以下步骤：
步骤一，第一GPS/北斗天线单元、第二GPS/北斗天线单元和第三GPS/北斗天线单元持续接收GPS/北斗卫星信号；
步骤二，第一射频有源单元对第一GPS/北斗天线单元接收到信号在第一有源滤波放大单元进行低噪放和滤波后送至多路GPS/北斗信号切换单元；
步骤三，检测及控制单元控制多路GPS/北斗信号切换单元优先选择第一GPS/北斗天线单元通路，通过智能多路分配单元输出多路GPS/北斗信号；
步骤四，当检测及控制单元到第一GPS/北斗天线单元或第三GPS/北斗天线单元任一个单元出现故障时，检测及控制单元控制多路GPS/北斗信号切换单元切换至第二GPS/北斗天线单元所在通道；
当有干扰信号存在导致第一GPS/北斗天线单元和第二GPS/北斗天线单元均不能正常工作时，检测及控制单元控制多路GPS/北斗信号切换单元切换至第三GPS/北斗天线单元，第三GPS/北斗天线单元的信号通过抗干扰模块处理后，再通过第二有源滤波放大单元进行低噪放和滤波后送至多路GPS/北斗信号切换单元智能多路分配单元输出多路GPS/北斗信号。
抗干扰模块包括抗干扰处理单元、上变频模块和本振模块，抗干扰模块工作方法包括以下步骤：
第一步，卫星信号和干扰信号通过滤波放大后进入抗干扰处理单元
第二步，在抗干扰单元里先经过高速A/D变换器转换成数字信号；
第三步，数字信号送至FPGA进行处理：
第四步，处理后的信号送入上变频单元进行输出。
抗干扰处理单元的工作方法如下：
第一步，高速AD变换器进行实时数据采集；
第二步，采集到的数据送至FPGA进行处理，同时完成I/Q分离；
第三步，经过I/Q分离后的数据经过第一级缓存存储，当第一级缓存存满数据后即通知后端进行四路I与Q滤波；
第四步，滤波后的数据存储到第二级缓存，待所有数据全部滤波结束后，再进行自适应算法运算，计算数据加权值；
第五步，加权值与实时采集的数据进行实时加权输出，输出后的数据经过D/A转换器变为模拟信号；
第六步，模拟信号经过上变频模块恢复为原始信号。
与现有技术相比，本发明具有三路GPS/北斗天线单元，通过检测及控制单元用于检测第一射频有源单元、第二射频有源单元和第三射频有源单元的信号强度，并控制射频开关和多路GPS/北斗信号切换单元的切换，第三GPS/北斗天线单元连接有抗干扰模块能够在其他天线单元受到干扰无法工作时，保持GPS/北斗信号不间断输出，本发明具有三通道输入和多通道输出，有效的减少天馈系统数量、降低施工难度和成本。
进一步的，本发明采用双电源备份冗余设计，可始终保持设备供电正常、有效工作状态。
本发明的抗干扰处理单元自适应算法支持GPS和北斗两种制式，本发明在无干扰信号时，设备支持两路普通GPS/北斗天线无缝切换，保持GPS/北斗信号不间断输出，当有干扰信号，两路GPS/北斗有源天线A和GPS/北斗有源天线B均被干扰失效时，设备可自动无缝切换至GPS/北斗抗干扰天线，从而保证设备仍能保持GPS/北斗信号不间断输出，本发明的两种模式能够根据用户需求灵活配置。
附图说明
图1为本发明的设备系统图；
图2为本发明的抗干扰框图；
图3为本发明中抗干扰处理单元的工作流程图；
其中，1、第一GPS/北斗天线单元，2、第二GPS/北斗天线单元，3、第三GPS/北斗天线单元，4、第一射频有源单元，5、第二射频有源单元，6、第三射频有源单元，7、第一有源滤波放大单元，8、射频开关，9、抗干扰处理单元，10、上变频模块，11、第二有源滤波放大单元，12、多路GPS/北斗信号切换单元，13、智能多路分配单元，14、本振模块，15、检测及控制单元，16、第一电源，17、第二电源。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
参见图1，一种具有抗干扰功能的双模放大多路分配系统，包括至少一个第一GPS/北斗天线单元1、至少一个第二GPS/北斗天线单元2和至少一个第三GPS/北斗天线单元3，第一GPS/北斗天线单元1连接第一射频有源单元4，第二GPS/北斗天线单元2连接第二射频有源单元5，第三GPS/北斗天线单元3连接第三射频有源单元6，第一射频有源单元4连接第一有源滤波放大单元7，第二射频有源单元5连接射频开关8，第三射频有源单元6连接抗干扰模块，抗干扰模块连接射频开关8，射频开关8连接第二有源滤波放大单元11，第一有源滤波放大单元7和第二有源滤波放大单元11均连接多路GPS/北斗信号切换单元12，多路GPS/北斗信号切换单元12连接智能多路分配单元13。
第一射频有源单元4、第二射频有源单元5和第三射频有源单元6均连接检测及控制单元15，检测及控制单元15连接射频开关8和多路GPS/北斗信号切换单元12；检测及控制单元15用于检测第一射频有源单元4、第二射频有源单元5和第三射频有源单元6的信号强度，并控制射频开关8和多路GPS/北斗信号切换单元12的切换。
抗干扰模块包括抗干扰处理单元9，抗干扰处理单元9连接第三射频有源单元6和上变频模块10，第三射频有源单元6和上变频模块10均连接本振模块14，上变频模块10连接射频开关8。
第一射频有源单元4、第二射频有源单元5、第三射频有源单元6、抗干扰模块、射频开关8、第一有源滤波放大单元7、第二有源滤波放大单元11和路GPS/北斗信号切换单元12均通过第一电源16和第二电源17供电，第一电源16和第二电源17组成双路电源。
参见图1，一种具有抗干扰功能的双模放大多路分配系统的分配方法，包括以下步骤：
步骤一，第一GPS/北斗天线单元1、第二GPS/北斗天线单元2和第三GPS/北斗天线单元3持续接收GPS/北斗卫星信号；
步骤二，第一射频有源单元4对第一GPS/北斗天线单元1接收到信号在第一有源滤波放大单元7进行低噪放和滤波后送至多路GPS/北斗信号切换单元12；
步骤三，检测及控制单元15控制多路GPS/北斗信号切换单元12优先选择第一GPS/北斗天线单元1通路，通过智能多路分配单元13输出多路GPS/北斗信号；
步骤四，当检测及控制单元15到第一GPS/北斗天线单元1或第三GPS/北斗天线单元3任一个单元出现故障时，检测及控制单元15控制多路GPS/北斗信号切换单元12切换至第二GPS/北斗天线单元2所在通道；
当有干扰信号存在导致第一GPS/北斗天线单元1和第二GPS/北斗天线单元2均不能正常工作时，检测及控制单元15控制多路GPS/北斗信号切换单元12切换至第三GPS/北斗天线单元3，第三GPS/北斗天线单元3的信号通过抗干扰模块处理后，再通过第二有源滤波放大单元11进行低噪放和滤波后送至多路GPS/北斗信号切换单元12智能多路分配单元13输出多路GPS/北斗信号。
参见图2和图3，抗干扰模块包括抗干扰处理单元9、上变频模块10和本振模块14，抗干扰模块工作方法包括以下步骤：
第一步，卫星信号和干扰信号通过滤波放大后进入抗干扰处理单元9
第二步，在抗干扰单元9里先经过高速A/D变换器转换成数字信号；
第三步，数字信号送至FPGA进行处理：
第四步，处理后的信号送入上变频单元10进行输出。
抗干扰处理单元9的工作方法如下：
第一步，高速AD变换器进行实时数据采集；
第二步，采集到的数据送至FPGA进行处理，同时完成I/Q分离；
第三步，经过I/Q分离后的数据经过第一级缓存存储，当第一级缓存存满数据后即通知后端进行四路I与Q滤波；
第四步，滤波后的数据存储到第二级缓存，待所有数据全部滤波结束后，再进行自适应算法运算，计算数据加权值；
第五步，加权值与实时采集的数据进行实时加权输出，输出后的数据经过D/A转换器变为模拟信号；
第六步，模拟信号经过上变频模块恢复为原始信号。