多通道北斗自适应干扰抑制数字模块设计与实现

发布时间：2017-05-13 15:07

  本文关键词：多通道北斗自适应干扰抑制数字模块设计与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：全球卫星导航系统在现代的生活、军事与科技发展中展现出越来越重要的作用,其技术与相关产品逐步被应用于各行各业中,引起了全球众多国家的关注与研究。为了保证卫星导航系统在日益复杂的电磁环境和军事干扰下正常的使用,全球多个国家都已经开始研究卫星导航系统抗干扰技术及其相关产品。北斗导航系统起步较晚,为了获得全球卫星导航系统的自主性与安全性,进一步研究北斗导航系统及其抗干扰技术具有重大的意义。本文以应用阵列天线技术实现北斗系统抗干扰为研究课题,重点研究了一个基于阵列信号处理抗干扰算法的数字硬件平台,并基于硬件平台实现了功率倒置算法来完成北斗导航系统的抗干扰,具体研究分为四个部分:一、使用空时二维结构,应用功率倒置算法,建立宽带阵列天线接收模型,产生仿真阵列接收信号,对常见的LMS(Least Mean Square,最小均方)算法和SMI(Sample Matrix Inversion,采样矩阵求逆)算法进行了仿真对比,确定了一种合理、有效的空时二维结构,仿真结果为SMI算法具有更好的鲁棒性和抗干扰性能。二、根据现有的射频前端和卫星导航接收机的产品参数设计了一个数字硬件基带电路板。基带板上包括了ADC(Analog to Digital Converter,模数转换)电路,DAC(Digital to Analog Converter,数模转换)电路,FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)及相关电路,DSP(Digital Signal Processor,数字信号处理器)及相关电路,时钟模块及电源模块。详细研究了数字基带板对北斗系统抗干扰算法的适用性,详细地给出了各部分电路的设计方案和原理,分析了系统资源消耗情况、性能参数及功耗。三、完成了基于SMI算法的空时二维自适应抗干扰硬件实现。详细介绍了实现原理和实现过程,其中包括使用FPGA完成信号调理过程,生成了无直流的复解析信号;使用状态机控制乘累加单元完成了对自相关矩阵和互相关向量的估计;通过UPP(Universal Parallel Port,通用并行接口)接口完成了FPGA与DSP之间的通信,并正确地完成了自适应滤波权向量的接收;在DSP中完成了正定Hermite矩阵的方程组求解,实现了权值计算;最终在FPGA中完成了滤波输出。通过软件仿真验证了实现的正确性。四、完成了基带数字板的测试工作,给出了测试结果,验证了电路板设计无误;通过外场实验测试了系统的抗干扰性能,验证了算法的有效性并给出了测试结果。
【关键词】：导航抗干扰 阵列天线 空时二维结构 功率倒置算法 SMI算法
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN967.1

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本文编号：362860