卫星导航接收机自适应调零天线抗干扰技术研究

发布时间：2020-03-30 00:03

【摘要】：本文重点研究了基于自适应调零天线的卫星导航接收机的抗干扰技术,从常规接收机的干扰容限入手,探索了自适应空间陷波技术和波束成形技术能够提升接收机干扰容限的最大程度;从两个角度分析了卫星导航接收机的抗干扰能力:一个是对抗人为干扰的能力,另一个是对抗恶劣环境(如低信噪比环境)的能力。针对人为干扰,本文分析了兼有自适应空间陷波与波束成形天线阵列的卫星导航接收机的抗干扰能力,指出该方法存在的不足,并提出一种改进设计方案;针对低信噪比环境,本文分析了常规接收机的干扰容限,指出了存在的问题,并提出了改进算法提升了接收机的捕获和跟踪性能。本文的主要研究成果如下:1.对卫星导航接收机的抗干扰性能及其仿真测试方法进行了研究。讨论了GPS系统的干扰容限,给出了其定义和计算方法,总结了目前提升卫星导航接收机抗干扰能力的一些常用措施,重点分析了自适应调零天线对抗敌方恶意干扰的能力,设计了一种仿真测试方法用于对卫星导航接收机的抗干扰能力进行研究,该方法可以最大化模拟真实接收机的结构,为后续接收机抗干扰能力测试的结果提供了可靠的依据。为了准确地描述接收机在干扰条件下的工作状态,本文给出三种干扰起效判决准则,并计算了GPS C/A码接收机和P(Y)码接收机在这三个准则下的干扰容限。给出了兼有自适应空间陷波与波束成形阵列天线系统的抗干扰测试结果,分析了该方法的优势与不足。2.对兼有自适应空间陷波与波束成形阵列天线系统的一些关键技术进行了研究。设计了一种用于GPS军用码信号和民用码信号的滤波器组,采用了分级滤波下采样的结构,详细分析了该滤波器组的性能,并且与常规滤波器进行了对比,结果表明该滤波器组在保证性能的同时降低了资源占用,而且还降低了信号处理的延迟,从而减小了对后续信号处理的影响。针对低信噪比环境,提出了一种半比特PMF-FFT捕获方法,提升了GPS C/A码接收机的捕获灵敏度,并改进了接收机的跟踪环路,提出两种新型鉴相器算法,性能仿真结果表明,这两种算法都可以获得较好的载波同步性能。针对常规的波束成形技术存在的一些问题,本文提出一种无需导向矢量辅助的自适应波束成形方法,结果表明,该方法同样可以获得阵列天线的空间分集增益,提升信噪比。3.完成了一个自适应调零天线工程样机中的一些基带信号处理单元的FPGA设计实现。基带信号处理单元包括滤波器模块、民用码同步捕获模块、民用码的码同步和载波同步模块、自适应空间陷波模块和自适应波束成形模块,各模块均与MATLAB仿真结果进行了对比验证。
【图文】：

并行搜索,码相位,频偏误差,并行码

第四章卫星导航接收机基带信号处理算法固定频偏和固定码相位，采用并行码相位算法来进行捕获，当于 0.1 个码片，并且捕获到的频偏误差小于 250Hz时，捕获成功置 500 次，统计每个信噪比下，该方法捕获成功的次数，计算方法的捕获概率如图 4.10 所示。可以发现，，该方法在信噪比为 90%。

捕获概率,并行码,相位

并行码相位方法的捕获概率
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN967.1

【参考文献】