面向Ku/Ka双频段卫通地面站的多频点干扰取样电路及方法

摘要

本发明提供了一种面向Ku/Ka双频段卫通地面站的多频点干扰取样电路及方法。所述干扰取样电路包括取样变频单元、参考生成单元、切换矩阵单元、信号控制单元和远程显控单元。通过控制Ku和Ka频段取样天线阵列对空间干扰信号进行取样，并将空间干扰信号转换为取样信号；然后对取样信号下变频处理得到中频干扰信号；利用多通道信号切换矩阵完成各通道离散频点信号的选择；信号控制单元进行卫通接收中频信号与多通道干扰信号处理和状态控制。本发明通过采用多输入多输出切换方案和多频点馈电馈钟方案，可以为现有Ku和Ka双频段卫通地面站在受到干扰时，提供在Ku和Ka双频段实施多频点多通道干扰信号同步接收、取样和处理能力。

权利要求

1.一种面向Ku/Ka双频段卫通地面站的多频点干扰取样电路，其特征在于：包括取样变频单元、参考生成单元、切换矩阵单元和信号控制单元；

所述取样变频单元包括M个Ka频段取样变频单元和N个Ku频段取样变频单元；其用于将空间Ka频段和Ku频段干扰信号接收、放大、滤波、选通及下变频至中频信号；

所述参考生成单元包括分别与M个Ka频段取样变频单元的输出端、N个Ku频段取样变频单元的输出端电性连接的2组参考输入端、与所述2组参考输入端对应设置的2组参考输出端以及若干参考控制端；

所述切换矩阵单元包含2K个矩阵输入端、L×K个矩阵输出端和若干矩阵控制端，其中K≥M+1且K≥N+1，L为卫通接收Ka频段和Ku频段频点数量；所述矩阵输入端与所述参考输出端电性连接；所述切换矩阵单元用于实现L路M个Ka频段和N个Ku频段的接收信号选通；

所述信号控制单元包括与所述矩阵输出端对应设置且电性连接的L×K个信号输入端、L个信号输出端和若干通信端；L个所述信号输出端分别与卫通调制解调器接收端电性连接，所述通信端分别与所述取样变频单元的控制端、所述参考生成单元的参考控制端和所述切换矩阵单元的矩阵控制端互联；所述信号控制单元用于控制多通道Ka频段和Ku频段离散单频点信号的控制、处理与状态监测。

2.根据权利要求1所述的面向Ku/Ka双频段卫通地面站的多频点干扰取样电路，其特征在于：所述多频点干扰取样电路还包括远程显控单元；所述远程显控单元包括与所述信号控制单元通信端电性连接的通信端、远程系统管理微处理器、显示屏和按键；其用于远程配置参数和状态显示。

3.根据权利要求1所述的面向Ku/Ka双频段卫通地面站的多频点干扰取样电路，其特征在于：所述取样变频单元由干扰取样天线和下变频模块构成；所述干扰取样天线包括M个Ka频段干扰取样天线和N个Ku频段干扰取样天线；

所述干扰取样天线的极化类型和极化方向与卫通天线同频段接收极化类型和极化方向相同。

4.根据权利要求3所述的面向Ku/Ka双频段卫通地面站的多频点干扰取样电路，其特征在于：所述下变频模块包括分别与M个所述Ka频段取样天线和N个Ka频段取样天线同频段且电性连接的M个Ka频段下变频模块和N个Ku频段下变频模块，其还包括分别与2组所述参考输入端电性连接的1个卫通天线Ka频段下变频模块和1个卫通天线Ku频段下变频模块；

前述下变频模块的输出端分别与所述参考生成单元的参考输入端电性连接。

5.根据权利要求3所述的面向Ku/Ka双频段卫通地面站的多频点干扰取样电路，其特征在于：所述参考生成单元还包括若干信道模块和一个电源时钟模块，其串接在所述取样变频单元和所述切换矩阵单元之间，用于为同频段下变频模块提供同源外部参考信号，所述参考信号可由内部晶振产生或者外部输入源提供。

6.根据权利要求5所述的面向Ku/Ka双频段卫通地面站的多频点干扰取样电路，其特征在于：所述切换矩阵单元包括若干组射频全交换矩阵和一个切换控制模块，每组所述射频全交换矩阵包括功分器、开关，可通过所述开关切换选择输出多路所述参考生成单元的同频段中频信号；所述切换控制模块用于不同频点信号的本地或远程分选与切换输出。

7.根据权利要求5所述的面向Ku/Ka双频段卫通地面站的多频点干扰取样电路，其特征在于：所述信号控制单元包括按照频点划分的若干组信号控制模块，所述信号控制模块包括模数转换模块、FPGA芯片、数模转换模块以及系统管理微处理器。

8.根据权利要求1所述的面向Ku/Ka双频段卫通地面站的多频点干扰取样电路，其特征在于：所述取样变频单元上设置有伺服平台。

9.一种面向Ku/Ka双频段卫通地面站的多频点干扰取样方法，其特征在于：采用权利要求1‑8中任意一项所述的面向Ku/Ka双频段卫通地面站的多频点干扰取样电路进行取样，包括如下步骤：

S1，取样电路配置：将卫通接收信号和若干干扰取样信号按Ka和Ku频段分组；将每组干扰取样天线按照预设干扰取样方向布置，保证所述干扰取样天线在干扰来波方向上增益覆盖，所述干扰取样天线与所述取样变频单元、所述参考生成单元、所述切换矩阵单元及所述信号控制 单元共同构建而成的多分组离散多频点干扰信号取样信道；

S2，数据采集初始化：启动干扰取样电路，分组内不同信道的干扰取样天线阵列接收空间电磁波信号，送入对应的下变频模块，参考生成单元开启参考时钟并送入下变频模块，切换矩阵单元默认选通每组信号输出至每组信号控制模块，所述信号控制模块进行同时、连续采集所在分组的各信道原始取样数据，所述原始取样数据包括所述卫通接收信号和所述干扰取样信号；

S3，取样信号处理：所述原始取样数据通过所述信号控制单元的模数转换模块转化成数字信号，传输至FPGA芯片，所述FPGA芯片对所述数字信号进行处理后输出至数模转换模块，所述数模转换模块将处理后信号转化为射频信号输出；

S4，通道切换控制：所述信号控制单元的系统管理微处理器形成目标控制数据指令并转换为电信号，并传输至所述取样变频单元、所述参考生成单元、切换矩阵单元及远程显控单元，前述各单元接收所述电信号并转换为目标控制数据指令，并根据所述目标控制数据指令解析执行目标单元，目标单元根据目标控制数据指令执行控制。

10.根据权利要求9所述的面向Ku/Ka双频段卫通地面站的多频点干扰取样方法，其特征在于：在步骤S1中，同一干扰取样方向上配置的取样变频单元数量大于干扰源数量。

11.根据权利要求9所述的面向Ku/Ka双频段卫通地面站的多频点干扰取样方法，其特征在于：在步骤S2中，还包括对所述取样变频单元、所述参考生成单元、所述切换矩阵单元及所述信号控制单元内部控制状态的采集。

12.根据权利要求9所述的面向Ku/Ka双频段卫通地面站的多频点干扰取样方法，其特征在于：在步骤S3中，FPGA芯片对所述卫通接收信号和所述干扰取样信号进行解析处理，所述解析处理包括但不限于为干扰检测运算或者自适应对消运算。

13.根据权利要求9所述的面向Ku/Ka双频段卫通地面站的多频点干扰取样方法，其特征在于：在步骤S4中，所述目标控制数据指令包括识别数据及控制数据，所述识别数据包含各单元识别信息，所述控制数据包括对应单元的控制指令。

说明书

面向Ku/Ka双频段卫通地面站的多频点干扰取样电路及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及卫星通信抗干扰技术领域，尤其涉及一种面向Ku/Ka双频段卫通地面站的多频点干扰取样电路及方法。

背景技术

[0002] 随着低成本卫星发射技术的进步，车载、舰载和固定式Ku和Ka双频段卫星地面站用户数量越来越多。卫通地面站通常采用Ku和Ka双频段集成一体的卫通天线接收多个频点
的下行信号，其主要特点是尽管卫通天线主瓣增益很高，但到达地面的卫星下行信号电平
较弱，且对于卫通天线旁瓣而言，仍然具有较高的副瓣，因而其他地面终端或者干扰设备发
射的同频段空间非合作干扰很有可能通过副瓣区域进入卫通地面站，影响卫通地面站接收
信噪比。由于非合作干扰的来向和频率不确定性，目前卫通地面站缺乏多频点干扰信号的
取样电路和控制方法，尤其是面向Ku和Ka双频段多频点干扰信号同时处理的情况。

[0003] 申请号为CN202010230631.8的发明专利公开了一种卫星地面站的非合作干扰抑制装置及其控制算法。其包括一个辅助阵列天线、一个多通道低噪放下变频单元、一个功分
器组、一个信标信号干扰抑制处理单元和一个数据信号干扰抑制处理单元。通过使用独立
的信标信号和数据信号干扰抑制单元，同步对信标信号和数据信号进行干扰抑制处理，降
低了对信标信号和数据信号进行数字化所需的采样速率，适用于工作带宽大的卫星地面
站；通过将干扰抑制处理输出的数字信号转换到中频模拟信号再输出，实现了对信标信号
和数据信号的透明转发，使干扰抑制装置适用于多种通信体制。但是，该装置存在处理频段
单一，处理频点数量受数据信号干扰抑制处理单元的带宽限制的不足，难以满足Ku和Ka频
段多离散频点的同时干扰取样处理。

[0004] 申请号为CN201811155041.2的发明专利公开了一种双频段多通道射频干扰对消装置。其包括干扰取样单元、干扰对消单元和监控单元。所述干扰取样单元，其射频输入为
第一频段发射源和第二频段发射源发射信号，其控制输入端与监控单元的取样控制端相
连，其直通输出端与各发射负载分别相连，其第一频段耦合输出端和第二频段耦合输出端
分别与干扰对消单元的第一频段耦合输入端和第二频段耦合输入端相连；所述干扰对消单
元的第一频段参考输入端与干扰取样单元第一频段耦合输出端相连，其第二频段参考输入
端与干扰取样单元第二频段耦合输出端相连，其接收端与接收天线相连。但是，该装置采用
直接有线射频耦合的取样方式，要求干扰源已知和高频段射频取样插入损耗过大的问题，
不适用于Ka/Ku频段空间辐射的非合作干扰信号的取样。

[0005] 有鉴于此，有必要提供一种面向Ku/Ka双频段卫通地面站的多频点干扰取样电路及方法，在空间中同时提取Ku和Ka双频段多个离散工作频点正常通信信号和干扰信号，提
升多频点非合作干扰信号处理能力，以解决上述问题。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于提供一种面向Ku/Ka双频段卫通地面站的多频点干扰取样电路。

[0007] 为实现上述发明目的，本发明提供了一种面向Ku/Ka双频段卫通地面站的多频点干扰取样电路，其包括取样变频单元、参考生成单元、切换矩阵单元、信号控制单元；

[0008] 所述取样变频单元包括M个Ka频段取样变频单元和N个Ku频段取样变频单元；其用于将空间Ka频段和Ku频段干扰信号接收、放大、滤波、选通及下变频至中频信号；

[0009] 所述参考生成单元包括分别与M个Ka频段取样变频单元的输出端、N个Ku频段取样变频单元的输出端电性连接的2组参考输入端、与所述2组参考输入端对应设置的2组参考
输出端以及若干参考控制端；

[0010] 所述切换矩阵单元包含2K个矩阵输入端、L×K个矩阵输出端和若干矩阵控制端，其中K≥M+1且K≥N+1，L为卫通接收Ka频段和Ku频段频点数量；所述矩阵输入端与所述参考
输出端电性连接；所述切换矩阵单元用于实现L路M个Ka频段和N个Ku频段的接收信号选通；

[0011] 所述信号控制单元包括与所述矩阵输出端对应设置且电性连接的L×K个信号输入端、L个信号输出端和若干通信端，L个所述信号输出端分别与卫通调制解调器接收端电
性连接，所述通信端分别与所述取样变频单元的控制端、所述参考生成单元的参考控制端
和所述切换矩阵单元的矩阵控制端互联；所述信号控制单元用于控制多通道Ka频段和Ku频
段离散单频点信号的控制、处理与状态监测。

[0012] 作为本发明的进一步改进，所述电路还包括远程显控单元；所述远程显控单元包括与所述信号控制单元通信端电性连接的通信端、远程系统管理微处理器、显示屏和按键；
所述远程显控单元用于远程配置参数和状态显示。

[0013] 作为本发明的进一步改进，所述取样变频单元由干扰取样天线和下变频模块构成；所述干扰取样天线包括M个Ka频段干扰取样天线和N个Ku频段干扰取样天线；

[0014] 所述干扰取样天线的极化类型和极化方向与卫通天线同频段接收极化类型和极化方向相同。

[0015] 作为本发明的进一步改进，所述下变频模块包括分别与M个所述Ka频段取样天线和N个Ka频段取样天线同频段且电性连接的M个Ka频段下变频模块和N个Ku频段下变频模
块，其还包括分别与2组所述参考输入端电性连接的1个卫通天线Ka频段下变频模块和1个
卫通天线Ku频段下变频模块；

[0016] 前述下变频模块的输出端分别与所述参考生成单元的参考输入端电性连接，分别用于M路Ka频段干扰取样信号及1路Ka频段卫通接收信号、N路Ku频段干扰取样信号及1路Ku
频段卫通接收信号的滤波、低噪声放大、极化通道选择、下变频至对应频段中频信号。

[0017] 作为本发明的进一步改进，所述参考生成单元还包括若干信道模块和一个电源时钟模块，其串接在所述取样变频单元和所述切换矩阵单元之间，用于为同频段下变频模块
提供同源外部参考信号，所述参考信号可由内部晶振产生或者外部输入源提供；

[0018] 每个所述信道模块用于控制相连的1路所述取样变频单元的中频信号增益、变频供电及参考时钟；所述电源时钟模块用于为所述取样变频单元进行电源管理，控制参考信
号切换及外部通信。

[0019] 作为本发明的进一步改进，所述切换矩阵单元包括若干组射频全交换矩阵和一个切换控制模块，每组所述射频全交换矩阵包括功分器、开关，可通过所述开关切换选择输出
多路所述参考生成单元的同频段中频信号；所述切换控制模块用于不同频点信号的本地或
远程分选与切换输出。

[0020] 作为本发明的进一步改进，所述信号控制单元包括按照频点划分的若干组信号控制模块，所述信号控制模块包括模数转换模块、FPGA芯片及数模转换模块；

[0021] 或者，所述信号控制模块包括按照频点划分的若干组模数转换模块、FPGA芯片、数模转换模块以及系统管理微处理器。

[0022] 作为本发明的进一步改进，所述取样变频单元上设置有伺服平台。

[0023] 为实现上述发明目的，本发明还提供了一种面向Ku/Ka双频段卫通地面站的多频点干扰取样方法，其采用上述面向Ku/Ka双频段卫通地面站的多频点干扰取样电路进行取
样，包括如下步骤：

[0024] S1，取样电路配置：将卫通接收信号和若干干扰取样信号按Ka和Ku频段分组；将每组干扰取样天线按照预设干扰取样方向布置，保证所述干扰取样天线在干扰来波方向上增
益覆盖，每个干扰取样天线与取样变频单元中对应频段的下变频模块相连，所述取样频单
元通过同轴电缆与所述参考生成单元电性相连，所述参考生成单元的参考输出端与所述切
换矩阵单元的多组射频输入端接口相连，所述切换矩阵单元同一组矩阵输出端接口通过同
轴电缆与同一个所述信号处理单元的信号输入端接口相连，实现所述干扰取样天线与所述
取样变频单元、所述参考生成单元、所述切换矩阵单元及所述信号处理单元共同构建而成
的多分组离散多频点干扰信号取样信道；

[0025] S2，数据采集初始化：启动干扰取样电路，分组内不同信道的干扰取样天线阵列接收空间电磁波信号，送入对应的下变频模块，参考生成单元开启参考时钟并送入下变频模
块，切换矩阵单元默认选通每组信号输出至每组信号控制模块，所述信号控制模块进行同
时、连续采集所在分组的各信道原始取样数据，所述原始取样数据包括所述卫通接收信号
和所述干扰取样信号；

[0026] S3，取样信号处理：所述原始取样数据通过所述信号控制单元的模数转换模块转化成数字信号，传输至FPGA芯片，所述FPGA芯片对所述数字信号进行处理后输出至数模转
换模块，所述数模转换模块将处理后信号转化为射频信号输出；

[0027] S4，通道切换控制：所述信号控制单元的系统管理微处理器形成目标控制数据指令并转换为电信号，通过控制总线传输至所述取样变频单元、所述参考生成单元、切换矩阵
单元及远程显控单元，前述各单元接收所述电信号并转换为目标控制数据指令，并根据所
述目标控制数据指令解析执行目标单元，目标单元根据目标控制数据指令执行控制。

[0028] 作为本发明的进一步改进，在步骤S1中，同一干扰取样方向上配置的取样变频单元数量大于干扰源数量。

[0029] 作为本发明的进一步改进，在步骤S2中，还包括对所述取样变频单元、所述参考生成单元、所述切换矩阵单元及所述信号控制单元内部控制状态的采集。

[0030] 作为本发明的进一步改进，在步骤S3中，FPGA芯片对所述卫通接收信号和所述干扰取样信号进行解析处理，所述解析处理包括但不限于为干扰检测运算或者自适应对消运
算。

[0031] 作为本发明的进一步改进，在步骤S4中，所述目标控制数据指令包括识别数据及控制数据，所述识别数据包含各单元识别信息，所述控制数据包括对应单元的控制指令。

[0032] 本发明的有益效果是：

[0033] 1、本发明提供的面向Ku/Ka双频段卫通地面站的多频点干扰取样方法，充分利用了射频链路的可复用特性和总线控制方式，相比于传统干扰取样方式，可以实现针对Ku和
Ka双频段卫通地面站干扰取样的广覆盖、多频点、高实时的统一提取、切换控制。

[0034] 2、本发明提供的面向Ku/Ka双频段卫通地面站的多频点干扰取样电路，采用Ku和Ka频段分段的信号链路和控制链路一体化的干扰取样方案，可实时生成多个离散频点的卫
星通信信号和干扰信号的切换，为后端干扰信号处理、控制和测试提供便捷数据支撑。

附图说明

[0035] 图1 为本发明实施例中面向Ku/Ka双频段卫通地面站的多频点干扰取样电路拓扑结构图。

[0036] 图2 为本发明实施例中面向Ku/Ka双频段卫通地面站的多频点干扰取样电路的取样变频单元结构框图；

[0037] 图3 为本发明实施例中面向Ku/Ka双频段卫通地面站的多频点干扰取样电路的切换矩阵单元结构框图；

[0038] 图4 为本发明实施例中面向Ku/Ka双频段卫通地面站的多频点干扰取样电路控制示意图。

[0039] 图5 为本发明实施例中面向Ku/Ka双频段卫通地面站的多频点干扰取样方法工作流程图。

具体实施方式

[0040] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

[0041] 在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其
他细节。

[0042] 另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且
还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的
要素。

[0043] 实施例1

[0044] 请参阅图1至3所示，实施例1提供了面向Ku/Ka双频段卫通地面站的多频点干扰取样电路，其包括若干取样变频单元、参考生成单元、切换矩阵单元和信号控制单元。

[0045] 所述取样变频单元由干扰取样天线和下变频模块构成，包括M个Ka频段取样变频单元、N个Ku频段取样变频单元以及1个卫通天线Ka频段下变频模块和1个卫通天线Ku频段
下变频模块。所述Ka频段取样变频单元输出端通过同轴电缆与所述参考生成单元第1组输
入端电连接，Ku频段取样变频单元输出端通过同轴电缆与所述参考生成单元第2组输入端
电连接；所述取样变频单元用于将空间Ka频段和Ku频段干扰信号接收、放大、滤波、选通及
下变频至中频信号。

[0046] 在本实施方式中，所述干扰取样天线包括M个Ka频段干扰取样天线和N个Ku频段干扰取样天线；所述Ka频段干扰取样天线和Ka频段干扰取样天线，分别用于将Ka频段和Ku频
段的空间电磁波干扰信号转化为电信号，其引出馈源接口射频输出，分别与同频段Ka频段
下变频模块和Ku频段下变频模块电性连接；所述干扰取样天线的极化类型和极化方向与所
述卫通天线同频段接收极化类型和极化方向相同。

[0047] 在具体应用时，所述干扰取样天线为喇叭型、贴片型、极子型中的一种或多种的组合，也可根据需要利用组阵技术，构成多电磁波束覆盖所需干扰取样空间范围。

[0048] 请参阅图2所示，每个下变频模块包括变频接收电路、频率源电路及电源控制电路，其输出端与所述参考生成单元对应的1路射频输入端电性连接；

[0049] 结合上述，所述下变频模块包括M+1个Ka频段下变频模块和N+1个Ku频段下变频模块，前述各下变频模块的输出端与参考生成单元输入端电性连接，分别用于M路Ka频段干扰
取样信号和1路Ka频段卫通接收信号，N路Ku频段干扰取样信号和1路Ku频段卫通接收信号
的滤波、低噪声放大、极化通道选择、下变频至对应频段中频信号。

[0050] 其中，所述变频接收电路输入端与所述卫通天线或所述干扰取样天线馈源接口相连，内部输出端与所述频率源电路和所述电源控制电路相连，所述频率源电路与所述变频
接收电路相连，用于产生Ku和Ka双频段变频器混频用的本振源信号，所述Ku和Ka双频段下
变频模块的变频器本振频率与所述卫通天线对应所述同频段Ku/Ka下变频模块的本振频率
相同；所述电源控制电路用于对所述频率源电路进行参考切换控制，并对所述下变频模块
内部电源进行转换和滤波隔离。

[0051] 所述参考生成单元包括2组输入端、2组输出端和若干控制端，其第1组输入端与M个Ka频段取样变频单元、1个卫通天线Ka频段下变频模块的输出端电性连接，其第2组输入
端与N个Ku频段取样变频单元、1个卫通天线Ku频段下变频模块的输出端电连接，所述参考
生成单元第1组M个输出端分别与所述切换矩阵单元M组射频输入端电连接，所述参考生成
单元第2组N个输出端分别与所述切换矩阵单元N组射频输入端电连接，用于为所述取样变
频单元提供同源参考时钟。

[0052] 在本实施方式中，所述参考生成单元包括若干信道模块和一个电源时钟模块，其串接在所述下变频单元和所述切换矩阵单元之间，用于为所述同频段下变频模块提供同源
外部参考信号，所述参考信号可由内部晶振产生或者外部输入源提供；

[0053] 每个所述信道模块用于控制相连的一路所述取样变频单元的中频信号增益、变频供电及参考时钟；所述电源时钟模块用于为所述取样变频单元进行电源管理，控制参考信
号切换及外部通信。

[0054] 请参阅图3所示，所述切换矩阵单元包含2K个输入端、L*K个输出端和若干控制端，其中K≥M+1且K≥N+1，L为卫通接收Ka频段和Ku频段频点数量；所述切换矩阵单元每一组输
入端分别与1个所述参考生成单元第1组输出端、1个所述参考生成单元的第2组输出端电连
接，所述切换矩阵单元K组每组1个输出端分别与所述信号控制单元的同一组输入端连接，
所述切换矩阵单元用于实现L路M个Ka频段和N个Ku频段的接收信号选通。

[0055] 所述切换矩阵单元包括多组射频全交换矩阵和一个切换控制模块，每组所述射频全交换矩阵包括功分器、开关，可通过所述开关切换选择输出多路所述参考生成单元的同
频段所述中频信号，通过电缆组件与同一所述信号处理单元相连，用于传输单频点所述卫
通接收信号和若干路离散同频点所述干扰取样信号至所述信号处理单元，所述切换控制模
块用于不同频点信号的本地或远程分选与切换输出。

[0056] 所述信号控制单元包括L*K个输入端、L个输出端和若干通信端，所述信号控制单元L组每组输入端分别与切换矩阵单元每组的1个输出端电连接，所述信号控制单元L个射
频输出端分别与L个卫通调制解调器接收端电连接。所述若干通信端与所述取样变频单元、
所述参考生成单元和所述切换矩阵单元的控制端互联，所述信号控制单元用于控制多通道
Ka频段和Ku频段离散单频点信号的控制、处理与状态监测。

[0057] 在本实施方式中，所述信号控制单元包括按照频点划分的多组信号控制模块，所述信号控制模块包括模数转换模块、FPGA芯片、数模转换模块以及系统管理微处理器；所述
多组按照频点划分。

[0058] 所述模数转换模块包括多路顺序相连的放大器、开关和模数转换器（Analog Digital Converter，简称ADC），每组所述模数转换模块用于接收、放大所述多路离散同频
点卫通接收信号和干扰取样信号，切换中频接收与校准信号，并将所述多路离散同频点卫
通接收信号和干扰取样信号转换为卫通数字中频信号和干扰取样数字中频信号；所述FPGA
芯片通过若干微带线与若干模数转换模块、系统管理微处理器和数模转换模块相连，用于
信号处理；所述数模转换模块包括数模转换器（Digital Analog Converter，简称DAC）、放
大器，用于信号转换和放大输出。所述信号控制单元数量可视通信业务需求在可定制范围
内调整。

[0059] 实施例2

[0060] 由于卫通天线附近具有一定的辐射功率，不宜人员长时间近距离操作。现有干扰取样电路具有通信接口，但不一定具备极化选择、时钟开关和链路切换的远程控制功能。所
述远程显控单元通过通信端将与所述信号控制单元、所述取样变频单元、所述参考生成单
元和所述切换矩阵单元的控制端互联，可实现多通道Ku和Ka频段离散单频点信号的控制、
处理与状态监测。

[0061] 因此，请参阅图4所示，本实施例2相对于实施例1的区别主要在于系统中加入含远程系统管理微处理器的远程显控单元以实现面向Ku和Ka双频段卫通地面站的多频点干扰
取样电路远程控制功能。

[0062] 具体来讲，请参阅图1至图4所示，实施例2的面向Ku/Ka双频段卫通地面站的多频点干扰取样电路，包括若干取样变频单元、参考生成单元、切换矩阵单元、信号控制单元和
远程显控单元。

[0063] 在本实施方式中，所述信号控制单元包括按照频点划分的若干组信号控制模块，所述信号控制模块包括模数转换模块、FPGA芯片、数模转换模块以及系统管理微处理器，所
述多组按照频点划分。所述系统管理微处理器用于运算加载、主控管理、通信。

[0064] 所述信号控制单元包括L*K个输入端、L个输出端、本地通信端，所述信号控制单元L组每组输入端分别与切换矩阵单元每组的1个输出端电连接，所述信号控制单元L个射频
输出端分别与L个卫通调制解调器接收端电连接。

[0065] 所述远程显控单元系统包括与所述信号控制单元通信端电性连接的通信端、远程系统管理微处理器、显示屏和按键，所述远程显控单元的通信端与所述取样变频单元、所述
参考生成单元、所述切换矩阵单元和所述信号控制单元的本地通信端配置于同一串口总线
内互联，远程显控单元的远程系统管理微处理器用于多通道Ka频段和Ku频段离散单频点信
号的参数配置与状态监测。

[0066] 实施例3

[0067] 虽然，采用宽波束的取样天线可以有效保障各来向干扰信号的连续采集且根据业务需要合理调整天线极化能够支持不同极化形式干扰信号的取样。但是，在摇摆工作环境
卫通地面站多采用伺服平台保证天线锁星状态稳定，取样天线波束随摇摆环境晃动不利于
干扰信号取样，在考虑平台摇摆问题时可以在变频取样单元上设置伺服平台。

[0068] 因此，本实施例3相对于实施例2的区别主要在于在取样变频单元或者取样天线上设置伺服平台以获取更大的适用场景。

[0069] 具体的，实施例3的面向Ku/Ka双频段卫通地面站的多频点干扰取样电路，所述干扰取样电路包括若干取样变频单元、参考生成单元、切换矩阵单元、信号控制单元和远程显
控单元，其中：

[0070] 所述取样变频单元由干扰取样天线、下变频模块构成，包括M个Ka频段取样变频单元和N个Ku频段取样变频单元，通过伺服平台保证天线波束俯仰角稳定。

[0071] 实施例4

[0072] 请参阅图5所示，本实施例提供了一种面向Ku/Ka双频段卫通地面站的多频点干扰取样方法，基于上述实施例2提供的干扰取样电路进行取样，包括如下步骤：

[0073] S1，取样电路配置：将卫通接收信号和若干干扰取样信号按Ka和Ku频段分组；将每组干扰取样天线按照预设干扰取样方向布置，保证所述干扰取样天线在干扰来波方向上增
益覆盖，每个干扰取样天线与取样变频单元中对应频段的下变频模块相连，所述取样频单
元通过同轴电缆与所述参考生成单元电性相连，所述参考生成单元的参考输出端与所述切
换矩阵单元的多组射频输入端接口相连，所述切换矩阵单元同一组矩阵输出端接口通过同
轴电缆与同一个所述信号处理单元的信号输入端接口相连，实现所述干扰取样天线与所述
取样变频单元、所述参考生成单元、所述切换矩阵单元及所述信号处理单元共同构建而成
的多分组离散多频点干扰信号取样信道；在步骤S1中，同一干扰取样方向上配置的取样变
频单元数量大于干扰源数量。

[0074] S2，数据采集初始化：启动干扰取样电路，分组内不同信道的干扰取样天线阵列接收空间电磁波信号，送入对应的下变频模块，参考生成单元开启参考时钟并送入下变频模
块，切换矩阵单元默认选通每组信号输出至每组信号控制模块，所述信号控制模块进行同
时、连续采集所在分组的各信道原始取样数据，所述原始取样数据包括所述卫通接收信号
和所述干扰取样信号；在步骤S2中，还包括对所述取样变频单元、所述参考生成单元、所述
切换矩阵单元及所述信号处理单元内部控制状态的采集。

[0075] S3，取样信号处理：所述原始取样数据通过所述信号控制单元的模数转换模块转化成数字信号，传输至FPGA芯片，所述FPGA芯片对所述数字信号进行处理后输出至数模转
换模块，所述数模转换模块将处理后信号转化为射频信号输出；在步骤S3中，FPGA芯片对所
述卫通接收信号和所述干扰取样信号进行解析处理，所述解析处理包括但不限于为干扰检
测运算或者自适应对消运算。

[0076] S4，通道切换控制：所述信号控制单元的系统管理微处理器形成目标控制数据指令并转换为电信号，通过控制总线传输至所述取样变频单元、所述参考生成单元、切换矩阵
单元及远程显控单元，前述各单元接收所述电信号并转换为目标控制数据指令，并根据所
述目标控制数据指令解析执行目标单元，目标单元根据目标控制数据指令执行控制。

[0077] 在步骤S4中，所述信号控制单元与其他单元采用工业总线互联，互联结构如图4所示，通信模式为全双工模式，目标控制数据指令包括识别数据及控制数据两部分，所述识别
数据包含各单元识别信息，所述控制数据包括对应单元的控制指令。

[0078] 综上所述，本发明提供了一种面向Ku/Ka双频段卫通地面站的多频点干扰取样电路及方法。所述干扰取样电路包括取样变频单元、参考生成单元、切换矩阵单元、信号控制
单元和远程显控单元。通过控制Ku和Ka频段取样天线阵列对空间干扰信号进行取样，并将
空间干扰信号转换为取样信号；然后对取样信号下变频处理得到中频干扰信号；利用多通
道信号切换矩阵完成各通道离散频点信号的选择；信号控制单元进行卫通接收中频信号与
多通道干扰信号处理和状态控制。本发明通过采用多输入多输出切换方案和多频点馈电馈
钟方案，可以为现有Ku和Ka双频段卫通地面站在受到干扰时，提供在Ku和Ka双频段实施多
频点多通道干扰信号同步接收、取样和处理能力。

[0079] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改
或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。