[发明专利]一种GNSS海洋反射信号接收系统及接收方法

摘要

一种GNSS海洋反射信号接收系统及接收方法，包括：N元阵列天线、射频前端模块、L波段变频组件、实时校准模块、A/D、DDC、数字波束形成模块、合成信号数字上变频模块和D/A，接收系统及方法可以实现通道的幅相自校准功能，可以根据卫星反射点位置控制天线波束指向。通过实际工程实现及试验结果表明，本发明接收系统及接收方法性能稳定，可以稳定可靠的接收海洋反射信号，不仅可应用于GNSS海洋遥感领域，还可应用于GNSS-R土壤湿度测量等利用GNSS反射信号进行测量的领域，具有广阔的推广应用前景。

主权项

一种GNSS海洋反射信号接收系统，其特征在于包括：N元阵列天线、射频前端模块、L波段变频组件、实时校准模块、A/D、DDC、数字波束形成模块、合成信号数字上变频模块和D/A；N元阵列天线接收微弱海洋反射信号；射频前端模块安置于N元阵列天线上，在实时接收信号模式下，接收N元阵列天线信号，进行滤波、放大后送入L波段变频组件；在校准模式下，接收实时校准模块输出的校准信号，进行滤波、放大后送入L波段变频组件；L波段变频组件进行放大和下变频；A/D将L波段变频组件输出的下变频信号转换成数字信号送入DDC中；DDC进行数字下变频处理，得到N路基带信号，并将N路基带信号送入数字波束形成模块；数字波束形成模块，有实时接收信号模式和校准模式两种工作模式，在校准模式下，数字波束形成模块控制实时校准模块产生N路幅度和相位相等的标准信号，送入射频前端模块；N路校准信号经过射频前端模块、L波段下变频组件、A/D、DDC后变为N路基带信号，送入数字波束形成模块；数字波束形成模块根据此时输入的N路基带信号计算校正系数；校正系数计算完成后，数字波束形成模块控制实时校准模块，关闭校准信号的产生，转入实时接收信号模式；在实时接收信号模式下，根据海洋反射信号接收机计算的卫星反射点轨迹和N元阵列天线波束指向的关系，利用空域滤波器处理由DDC输出的N路基带信号，通过改变空域滤波器权值，使期望方向的信号通过空域滤波器，同时抑制其他方向的信号，从而实时调整N元阵列天线的波束指向，使卫星的镜面反射点始终在N元阵列天线方向图的主瓣内，完成数字波束合成；实时校准模块产生N路幅度和相位相等的标准信号，送入射频前端模块；合成信号数字上变频模块，将数字波束合成信号变换为数字中频信号；D/A将合成信号数字上变频模块变换后的数字中频信号变换为模拟中频信号。