一种小尺寸极化阵列及其高精度定位波束形成

提出一种偶极子天线单元构成的极化敏感阵列用于全球卫星导航信号的接收,经过阵列信号波束形成后,在抗干扰的同时保留卫星导航信号中载波相位测量值的准确性,可用于基于载波相位测量的高精度差分定位。与传统的圆极化天线阵列相比,该阵列具有阵元构造简单、尺寸小的特点。通过建立极化阵列接收信号模型,分析了天线极化和波束形成算法对卫星导航信号相位的影响,给出了相适应的相位中心稳定的数字波束形成算法。仿真验证了分析的正确性和算法的有效性。     

基于LCMV的卫星导航多波束形成抗干扰技术

自适应调零天线是有效提高卫星导航接收机抗干扰性能的重要措施,具有十分重要的应用价值和发展前景。研究了一种基于LCMV准则的自适应波束形成算法,对均匀线阵和面阵都做了算法仿真和性能分析,仿真结果表明:该算法能更好地抑制多个干扰信号、保留期望信号,大大提高了卫星导航接收机的抗干扰性能。最后针对该算法的工程实现边界条件进行了分析,并提出了两种解决方案。     

基于数字波束形成技术的北斗抗干扰终端研究

随着电子对抗环境日益复杂，卫星导航及通信领域的抗干扰技术已从传统的功率倒置自适应调零技术转为数字波束形成(Digital Beam Forming, DBF)技术。针对功率倒置算法不能提高卫星信号增益的问题，对数字波束形成技术进行了研究；针对空时多线性约束波束形成算法的硬件资源问题，对基于空频抗干扰算法的数字波束形成技术进行了研究。基于目前导航装备中常见的七阵元终端，将数字波束形成算法与功率倒置算法进行了仿真对比，开展了抗单干扰和五干扰仿真分析及满天星暗室实际测试。通过仿真分析及实际测试，同等干扰条件下，采用基于空频抗干扰算法的数字波束形成技术具有更高的输出信干噪比，以及更强的抗干扰能力。相关研究结果可以支撑北斗抗干扰终端的研发。     

基于波束形成天线抗干扰接收机的测试研究

卫星导航接收机接收到的卫星信号十分微弱,同时面临着复杂电磁环境的干扰,因而抗干扰问题成为研究的热点。目前有很多种抗干扰技术及算法仅局限于理论研究和数字仿真,无法在实际干扰环境下测试抗干扰接收机的抗干扰性能。本文在研究波束形成天线抗干扰算法的基础上,基于微波暗室环境下建立抗干扰接收机的半物理仿真环境,实现卫星信号多天线输出、复杂干扰环境的模拟,对四波束、八波束天线抗干扰接收机进行了仿真测试,结果表明波束形成天线抗干扰接收机在输入干信比相同的情况下,波束数目越多抗干扰接收机性能越好。     

卫星导航高精度抗干扰算法研究

常用的自适应调零卫星导航抗干扰算法，可以对干扰进行很好的抑制，但自适应调零算法会对卫星信号的相位产生扭曲，导致抗干扰处理后的卫星信号无法用于高精度定位。研究数字多波束抗干扰算法，通过对卫星方向信号约束，达到在抗干扰的同时保证卫星信号相位稳定，实现高精度定位。该算法经分析和实际采样数据仿真验证，可实现强干扰条件下卫星导航高精度定位。     

自适应波束形成技术在GNSS抗干扰中的应用

介绍了自适应波束形成技术的基本原理, 对具体算法进行了数学推导。根据波束形成技术的特点, 提出一种将其应用于GNSS抗干扰系统的解决方案。以七阵元均匀圆阵为例, 推导出期望信号的阵列响应公式, 给出接收信号协方差矩阵的求解方法, 从而为将自适应波束形成技术应用于GNSS抗干扰系统铺平了道路。仿真显示利用该方法能够在卫星信号来向保持一定增益的同时, 在干扰来向形成深度零陷, 从而达到较好的GNSS抗干扰效果。     

一种多波束阵列重构导航抗干扰算法

多波束抗干扰技术根据期望信号与干扰信号来向自适应形成主瓣和零陷，从而达到抑制导航干扰并增强期望信号的目的。多波束抗干扰技术的性能与阵列规模有着直接关系，更大规模阵列的抗干扰性能更好，但在工程应用中会受到算法收敛速度、硬件资源消耗与抗干扰处理实时性等方面限制，而小尺寸阵列抗干扰性能明显降低。针对这一问题，提出了一种多波束阵列重构导航抗干扰方法，针对不同期望信号与干扰信号来向分别进行优化，通过在全阵列中优化选取部分阵元组成最优子阵列，使用不同子阵列结构对不同来向期望信号进行波束形成。     

功率倒置自适应抗干扰算法的性能分析与仿真

功率倒置算法不需要知道接收信号的先验信息,能够使天线产生指向干扰方向的波束零陷,达到抑制干扰的目的。特别适合卫星导航、扩频通信等强干扰、弱信号环境的抗干扰应用。在对功率倒置自适应算法原理分析的基础上,利用LMS算法迭代计算功率倒置的最优权值,然后针对四阵元天线仿真了功率倒置算法在不同干扰条件下的抗干扰性能,以及迭代步长等因素对算法收敛性能的影响,验证了功率倒置算法的自适应抗干扰性能,从而为后续硬件工程实现奠定了基础。     

基于宽带恒定束宽波束输出的卫星导航干扰源方位估计方法

针对卫星导航宽带压制式干扰信号,提出了一种基于宽带恒定束宽波束输出的卫星导航干扰源方位估计方法。首先对抗干扰天线阵列接收到的宽带压制式干扰信号做恒定束宽波束形成,然后采用三波束比幅法获得信号的入射方向估计值。本文方法改善了由宽带信号通过常规宽带波束形成系统所产生的信号失真而引入的测向误差。计算机仿真结果验证了本文方法的有效性和实用性。     

宽带干扰背景下的多阵元卫星导航信号模拟

近年来全球导航卫星系统(GNSS)抗干扰技术逐渐成为研究热点,在抗干扰研究中,宽带干扰背景下的多阵元卫星导航信号模拟发挥着至关重要的作用。为了提高抗干扰研究效率,通过Matlab模拟的方法研究了卫星导航软件接收机入口数字中频信号的模拟问题。根据信干噪比进行功率控制,分别对卫星导航信号、干扰信号和噪声信号进行建模,计算阵列天线带来的延时,最后模拟了宽带干扰背景下阵列天线的卫星信号并设计了图形用户(GUI)界面。在模拟完成后,将信号输入到抗干扰算法的研究系统进行测试,解决了抗干扰研究中复杂的干扰信号源模拟问题,提高了抗干扰研究的工作效率,同时验证了本研究的实用性和正确性。     

卫星导航用户终端多阵元抗干扰天线空间特性分析与研究

为解决卫星导航用户终端多阵元抗干扰天线缺少空间特性数据支撑、实际电磁环境因素考虑较少等问题，设计实现了基于功率倒置的空频自适应调零仿真算法，通过数学仿真和实际实验相结合的方式分析了不同干扰信号与导航信号间夹角、不同干扰信号间夹角、不同干扰信号来向以及超自由度干扰对多阵元抗干扰天线的影响。研究表明，抗干扰天线在抑制干扰信号的同时也会抑制附近入射的卫星导航信号；干扰信号不同来向对抗干扰天线影响较大；干扰源间夹角不同，输出的信干噪比也存在明显差异，在一定范围内，夹角越小，干扰效果越差；超自由度干扰条件下，多阵元抗干扰天线的抗干扰能力将严重恶化，干扰功率仅需达到抗干扰处理的启动门限，即能消耗多阵元抗干扰天线的自由度。     

利用PN码的盲自适应波束形成算法

本文基于卫星导航定位系统接收机的智能天线抗干扰应用背景。研究了利用PN码的盲自适应波束形成算法。首先介绍了LS-DRMTA算法，然后提出了DR-LMS类自适应波束形成算法。仿真结果表明，DR-LMS类算法具有和LS-DRMTA算法；DR-LMS类算法。     

基于卫星导航定位系统自适应抗干扰控制

在全球卫星导航系统抗干扰问题的研究中,自适应波束形成技术很好地解决了与信号不同来向的干扰的抑制问题。但对与信号同向的窄带干扰抑制程度不够,同时会滤除部分导航信号。针对以上问题,提出了一种改进的自适应波束干扰抑制算法。首先,通过级联IIR格型陷波器预测并抑制与信号同向的窄带干扰,然后,利用基于直接数据域自适应波束形成技术抑制剩余的宽带干扰。该改进算法能够有效的滤除窄带和宽带干扰,提升卫星导航系统的抗干扰性能,并在实际卫星通信应用中更具处理的实时性。最后,通过仿真实验证明了该算法的可行性。     

一种均匀圆阵子阵干扰抑制DOA估计算法

常规空间谱估计算法在强干扰背景下往往无法正确估计弱信号的来波方向。针对此问题,本文提出了一种均匀圆阵子阵干扰抑制波达方向估计算法。将整个阵列划分为若干个子阵,利用提出的最小二乘波束形成算法分别对子阵波束加权以抗干扰,加权后的子阵可以看作是一个‘有向阵元’,将它们组成一个新的虚拟阵列,再进行超分辨谱估计。该方法通过子阵波束形成抑制强干扰,子阵输出中消除了强干扰分量,因此能够实现弱信号波达方向的正确估计,同时弱信号到达角估计的成功概率也得到了提高。最后计算机仿真实验验证了本文算法的有效性和正确性。      

基于虚拟阵列扩展的卫星导航抗干扰算法研究

抗干扰天线是对抗压制式干扰的有效手段。但在某些场合下,由于安装平台孔径等因素限制了阵元的个数,使得能够抑制的干扰数量减少。针对上述问题,本文提出了一种基于虚拟阵列扩展的抗干扰抑制算法。该算法首先利用卫星导航信号的非圆特性对接收信号进行非圆扩展,然后对扩展后的数据进行干扰抑制处理,实现了在阵元数不变的条件下增加抗干扰数的目的。理论分析和计算机仿真证明了所提算法的有效性。     

功率倒置自适应阵抗干扰特性研究

采用功率倒置算法的自适应天线系统特别适合于卫星导航系统等信号很弱而干扰较强的场合.在有干扰信号的时候,只有当干扰信号功率大到一定程度之后功率倒置阵才对其有抑制效果.为了指导设计满足卫星导航接收机抗干扰应用的功率倒置阵系统,对功率倒置阵的抗干扰特性进了详细的理论分析与实验研究.理论分析的结果表明,通过合理地选择环路增益可以调整功率倒置阵的稳态性能,使其满足卫星导航接收机的抗干扰要求.对功率倒置阵系统的实验测试也验证了理论分析的正确性,同时也证明了所设计的功率倒置阵系统具有良好的抗干扰性能,具有很好实用价值.     

基北斗导航阵列信号的模型构建及仿真

提出一种北斗卫星导航信号模型的构建方法和仿真平台,并使用MATLAB软件构建卫星导航阵列信号的系统模型,以均匀圆阵为研究阵型,分析其相干信号的模型和相位误差模型,并用功率倒置算法进行权值求解和阵列方向图的描绘,验证阵列信号构造的正确性,对阵列信号处理的抗干扰算法研究具有重要意义。     

基于GPS循环平稳特性的盲波束形成算法改进

在卫星导航自适应阵列抗干扰中,为避免先验信息误差和阵列误差对自适应波束形成性能的影响,可采用基于正交投影和导航信号循环平稳特性的盲波束形成算法(OCAB)。针对GPS信号,采用周期延迟信号处理的OCAB算法(CDOCAB)时,由于数据长度有限,噪声循环自相关函数估计量不为零,因此将影响循环平稳方法的性能,而采用解重扩数据辅助的OCAB算法(DS-OCAB)可以避免噪声估计误差的影响。将两种算法进行仿真比较,仿真结果表明,DS-OCAB算法可在少数据量的情况下保证算法性能不下降,提高算法的稳健性。     

干扰条件下的“北斗”信号解扩重构DOA估计

在干扰条件下，卫星导航抗干扰波束形成算法往往需要卫星信号波达方向（Direction-of-Arrival，DOA）的先验信息。但当存在低信噪比信号或主动干扰源时，常规的DOA估计算法性能急剧下降甚至失效。针对此问题，提出了一种被干扰信号压制的低信噪比“北斗”信号的DOA估计算法。该算法首先通过对接收信号进行子空间投影抑制干扰信号，然后对抑制干扰后的信号进行解扩重构处理，最后通过多重信号分类算法完成对“北斗”信号的DOA估计。仿真结果表明，在干扰信号干信比80 dB条件下，“北斗”信号DOA估计误差在5°以内，为下一步进行波束形成计算提供了高精度的入射角信息。     

复杂电磁环境下的卫星导航抗干扰技术研究

本文概述了复杂电磁环境下,卫星导航装备可能遭遇到的干扰类型、体系结构,以及抗干扰技术的研究现状和发展方向,重点讨论了波束赋形技术的基本原理、算法准则以及仿真分析,阐述了该技术在卫星导航抗干扰技术方面的应用方向。