Global Positioning System (GPS)로부터 시작된 위성 신호는 현재 다양한 위성시스템이 운영되고 있으며, 신뢰성 있는 항법 서비스를 제공하기 위해 범용의 다채널 항재밍 수신기의 필요 성이 요구되고 있다. 본 논문에서는 최대 40개의 Radio Frequency (RF) 채널과 10개의 Phase-Locked Loop (PLL)을 사용하여 5개 대역의 신호를 안테나 소자 8개로 구성하거나, 10개 대역 의 신호를 안테나 소자 4개로 구성하여 위성 통합 항법을 수행할 수 있는 범용적인 항재밍 수신기를 설계 및 제작하였다. 8개의 RF 채널과 2개의 PLL로 구성된 항재밍 모듈은 수신기에 최대 5개가 장착 가능하며, 이는 사용하는 위성시스템의 환경에 맞춰 장치를 선택적으로 사용 가능할 수 있게 한다. 또한 항재밍 모듈은 Minimum Variance Distortionless Response (MVDR) 알고리즘을 사용하여 빔포밍을 통한 신호 품질의 향상과 재밍을 제거하며, 최대 65개의 위성 신호에 대해 빔포밍이 가능하도록 설계하였다. 65개의 빔포밍 디지털 출력 신호를 수신하는 통합 항법 수신부는 동기화된 항재밍 모듈의 데이터를 수집하여 통합 위성 항법을 수행한다. 본 논문에서 설계한 항재밍 수신기의 성능 검증을 위해 8개의 안테나 소자를 사용 한 배열안테나와 GPS L1, GLONASS L1 대역의 항재밍 모듈 2개를 장착한 항재밍 수신기를 구성하고, 통합 항법 기능 및 빔포밍, 항재밍 성능을 확인하였다.

Development of a General-purpose Anti-jamming Receiver for Various Satellite Navigation Systems

Heung-Su Kim*, Jin Seok Kim, Jong Chul Cho

Satellite signals originating from the Global Positioning System (GPS) are currently operated by various satellite systems. In order to provide reliable navigation services, the need for a general-purpose multi-channel anti-jamming receiver is required. In this paper, a receiver consisting of 8 antenna elements was manufactured to transmit signals in 5 bands using up to 40 Radio Frequency (RF) channels and 10 Phase-Locked Loops (PLL). Additionally, it is possible to configure signals in 10 bands with 4 antenna elements. Up to 5 anti-jamming modules consisting of 8 RF channels and 2 PLLs can be installed in the receiver. This allows the device to be used selectively according to the environment of the satellite system being used. The anti-jamming module used the Minimum Variance Distortionless Response (MVDR) algorithm. MVDR improves signal quality and eliminates jamming through beamforming and is designed to enable beamforming for up to 65 satellite signals. The integrated navigation receiver, which receives 65 beamforming digital output signals, collects data from synchronized anti-jamming modules and performs integrated satellite navigation. To verify the performance of the anti-jamming receiver designed in this paper, an anti-jamming receiver was constructed equipped with an array antenna using 8 antenna elements and two anti-jamming modules in the GPS L1 and GLONASS L1 bands. And the integrated navigation function, beamforming, and anti-jamming performance were confirmed.

Keywords: array-antenna, anti-jamming, MVDR, beamforming

Speaker 김흥수* 주식회사 스냅컴