基于FPGA的高动态北斗抗干扰算法实现

发布时间：2017-10-30 07:15

  本文关键词：基于FPGA的高动态北斗抗干扰算法实现

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【摘要】：在航空航天、导弹和高速飞行器制导等应用中存在压制式干扰时,干扰来向剧烈变化,会使常规抗干扰北斗接收机形成的零陷很难对准干扰,导致干扰信号不能被有效抑制而严重影响接收机的定位精度。所以,研制高动态北斗抗干扰系统有一定的现实意义。针对上述问题,本文基于FPGA,设计并实现了高动态北斗抗干扰系统。首先,分析了最小功率算法和协方差矩阵锥化(CMT)加宽零陷算法的原理,采取在传统最小功率算法基础上加快权值更新速率,同时实现权值和数据匹配的方法实现高动态实时抗干扰系统。对比不同算法在高动态环境下的干扰抑制性能,验证了本文方法的有效性。然后,硬件实现高动态抗干扰系统,给出高动态北斗抗干扰系统硬件和软件设计方案及其参数配置,详细阐述了系统仿真、定点化、参数选取和系统各个模块设计的过程。最后,通过对抗干扰系统进行硬件和软件测试,验证了系统设计方案的有效性,给出系统抗干扰能力的测试结果。针对系统测试需求,基于Labview设计并实现了远程仪器控制程序,使计算机能够远程控制多台信号发生器,能显著减少测试人员的工作量。本文设计实现的高动态北斗抗干扰系统具有较强的干扰抑制能力和一定的实际应用价值。
【关键词】：北斗卫星导航系统 干扰抑制 自适应阵列 高动态 FPGA
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN967.1;TN973.3
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 研究背景与意义10-12
• 1.2 空域抗干扰技术研究现状12-13
• 1.3 本文的主要工作及论文结构13-15
• 第二章 导航系统抗干扰算法原理15-26
• 2.1 信号处理领域常用抗干扰技术15-16
• 2.2 自适应阵列干扰抑制技术16-18
• 2.2.1 阵列信号处理数学模型16-17
• 2.2.2 最小功率算法17-18
• 2.3 高动态盲自适应抗干扰算法18-21
• 2.3.1 基于CMT的加宽零陷算法18-20
• 2.3.2 对角加载的最小功率算法20-21
• 2.4 干扰检测算法21-22
• 2.5 仿真实验22-25
• 2.6 本章小结25-26
• 第三章 抗干扰系统硬件设计26-33
• 3.1 抗干扰系统硬件整体结构26
• 3.2 射频前端26-28
• 3.2.1 阵列天线26-27
• 3.2.2 下变频器27-28
• 3.3 信号处理硬件平台28-32
• 3.3.1 AD采集模块30-31
• 3.3.2 FPGA与DSP模块31
• 3.3.3 时钟资源配置31-32
• 3.4 本章小结32-33
• 第四章 抗干扰系统软件设计与实现33-52
• 4.1 抗干扰接收机系统整体设计33
• 4.2 干扰抑制模块实现方案33-34
• 4.3 系统仿真与参数选取34-43
• 4.3.1 数据预处理35-37
• 4.3.2 矩阵求逆37-38
• 4.3.3 快拍数选取38-39
• 4.3.4 系统定点化39-41
• 4.3.5 抗干扰模块仿真实验41-43
• 4.4 抗干扰系统实现43-51
• 4.4.1 数据预处理模块43-44
• 4.4.2 估计协方差矩阵模块44-46
• 4.4.3 权值计算模块46-47
• 4.4.4 数据延时模块47-48
• 4.4.5 信号加权模块48-49
• 4.4.6 FPGA资源占用率49-51
• 4.5 本章小结51-52
• 第五章 抗干扰系统测试52-60
• 5.1 测试环境和硬件组成52-53
• 5.2 抗干扰性能测试53-57
• 5.2.1 普通环境下抗干扰性能测试53-56
• 5.2.2 高动态环境下抗干扰性能测试56-57
• 5.3 远程仪器控制程序57-58
• 5.4 本章小结58-60
• 结束语60-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-65
• 硕士期间发表论文65

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本文编号：1116649