实用化卫星导航抗干扰接收机关键技术研究

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卫星导航定位系统是支持国家经济建设和维护军事安全不可缺少的基础设施,其军事应用必然面临各种强干扰环境。抗干扰接收机的研制是一种有效应对干扰的措施,通过空域、时域、频域以及联合域的抗干扰处理,能够有效抑制各种宽窄带压制干扰。目前,国外已经有多款成熟的抗干扰接收机产品问世,并且部分产品已经装备部队,而国内研制的抗干扰接收机在性能和实用化程度上与国外相比差距较大。这是因为,通常的抗干扰接收机以理想通道为研究基础,忽略了在强干扰条件下通道隔离度的影响,同时,干扰条件下的中频输出功率和ADC动态有效位数也是影响接收机抗干扰性能的关键因素。论文首先研究了射频通道隔离度对接收机抗干扰性能的影响。论文建立了隔离度分析模型,通过数值仿真分别得到了不同信号方位角、信号仰角、干扰强度和通道隔离度大小条件下,通道隔离度对接收机输出信干噪比的影响关系。仿真分析结果表明,随着通道隔离度的减小,阵列输出信干噪比急剧恶化。干信比为40dB且隔离度大于20dB时,输出信干噪比损耗较小,约0.2dB,隔离度减小到15dB时,输出信干噪比损耗接近2dB,随着隔离度的减小,阵列的抗干扰性能将继续恶化。同时,给出了不同干扰条件下隔离度的设计需求。论文接着研究了抗干扰接收机的最优中频输出功率。论文基于AGC的工作原理,建立了ADC量化损耗分析模型,通过理论推导和数值仿真得到了不同干扰条件下的最优中频输出功率,当中频输出功率为ADC量化器满幅度电平值的平方的0.23倍时,接收机能够较好的兼顾不同干扰环境,并通过实测数据验证了结果的正确性。论文最后分析了抗干扰接收机的ADC动态有效位有关问题。根据导航系统本身的实际特点,本文针对ADC的动态有效位提出了一种基于解扩输出载噪比的测量方法,并通过实测数据对比分析了本文提出的方法和传统测量方法,验证了方法的有效性。同时,论文还分析了直流偏置对ADC动态有效位的影响,通过理论推导和实际测量结果,得到了直流偏置对ADC动态有效位的影响关系。最后,通过数值仿真分析了ADC动态有效位对接收机抗干扰性能的影响,给定量化损耗门限,得到了不同干扰强度条件下所需的ADC动态有效位数。本文的研究成果将作为实用化的抗干扰接收机的设计参考。
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