[发明专利]一种无线电导航系统

说明书

技术领域

本发明属于无线导航技术领域，涉及一种无线电导航系统。

背景技术

在基于无线电测量的定位系统中，接收机通过接收位置已知的导航信标台发射的导航定位信号，经由几何技术(例如，双曲线定位、圆-圆定位法)求解出未知的用户位置。而无线电导航信号在复杂电磁环境中传播时，到达接收端的信号不仅包括通过直视路径到达的直射波，还包括通过不同传播路径达到的反射波和散射波，这些通过不同传播路径到达的信号通常拥有不同的信号幅度、相位和传播时延，接收端接收到的信号就是这些不同路径信号的叠加，叠加之后的信号有可能增强也有可能相互抵消，形成多径衰落，使得无线电导航信号的质量受到严重影响。

此外，为实现无线电导航定位，一般需要同时接收来自多个导航信标台的导航定位信号，但在许多情况下，接收机无法检测到较弱的导航信标台信号(例如，接收机距离较远时)，此时就需要采取一定的技术手段，来提高接收机检测弱导航信号的灵敏度。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种能够改善无线电导航信号质量的无线电导航系统。

本发明的技术方案：一种无线电导航系统，所述的系统包括信号生成端、发射端和接收端，其特征为：信号生成端对同一导航信息，生成两个频点的无线电导航信号，发射端包括两根发射天线，每根天线分别发送两个频点的无线电导航信号；

接收端包括一根天线，接收端通过该根天线同时接收四路无线电导航信号，并对接收的信号进行合并处理。

进一步，发射端的两根天线在空间距离上至少相隔10个无线电载波的波长。

进一步，两个频点间的频率间隔大于相干带宽。

进一步，接收端通过无线电信号选择合并、等增益合并或最大比合并的方法对接收的信号进行合并处理。

本发明的有益效果：在信号发射端采用两根发射天线，每根天线分别发送两个频点的无线电导航信号，对同一导航信息，提供四路导航信号副本，在接收端对接收到的四路导航信号副本采用选择合并、等增益合并或最大比合并的方法进行合并，从而改善接收无线电导航信号质量，提高无线电测量精度。

附图说明

图1为本发明原理的示意图。

具体实施方式

以下结合图1对本发明做进一步说明，所述的无线电导航系统包括信号生成端、发射端和接收端，其特征为：信号生成端对同一导航信息，生成两个频点的无线电导航信号，发射端包括两根发射天线，每根天线分别发送两个频点的无线电导航信号；接收端包括一根天线，接收端通过该根天线同时接收四路无线电导航信号，并对接收的信号进行合并处理。

发射端的两根天线在空间距离上至少相隔10个无线电载波的波长。两个频点间的频率间隔大于相干带宽，如果无线电导航信号传输过程中所经历的最大多径时延扩展为T_m，那么相干带宽为B_c＝1/T_m(理论上要求T_m小于一个码元的持续时间T_b)。这样，可以认为发射的四路导航信号在空间经历的衰落是不相关的。

接收端通过无线电信号选择合并、等增益合并或最大比合并的方法对接收的信号进行合并处理。

1)选择合并(SC)：选择合并先将接收到的4路导航信号副本送入选择逻辑，选择逻辑会从4路导航信号副本中选择具有最高信噪比的信号作为输出，也称为开关式相加。

2)等增益合并(EGC)：也称相位均衡，将接收到的4路导航信号副本进行同相迭加，迭加时4路信号的权重相同，等增益合并后输出信号包络为：

其中，r_i是第i路导航信号副本的包络，r_EGC为等增益合并后的信号包络。

3)最大比合并(MRC)：最大比合并是一种比较好的信号合并方式，对4路导航信号副本进行加权相加，权重由各路信号所对应的信号电压和噪声功率的比值决定，即最大比合并后输出信号包络为：

其中，a_i＝r_i/N_i是第i路导航信号副本的权值，即第i路导航信号副本的信噪比，N_i是第i路噪声功率。