【摘 要】
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空间传输系统已成为人类从事政治、科学、经济和军事活动必不可少的信息环境。但由于空间传输距离长,衰减和延时较大,容易受到来自各方面的干扰。以GPS系统为例,卫星距地球2万多
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空间传输系统已成为人类从事政治、科学、经济和军事活动必不可少的信息环境。但由于空间传输距离长,衰减和延时较大,容易受到来自各方面的干扰。以GPS系统为例,卫星距地球2万多公里,并且受太阳能电池限制,信号发射功率低,在复杂的干扰环境中,其易损性和脆弱性也逐步显现出来。 在空间无线传输系统中,压制式干扰是一种最常见的,也是严重影响接收机性能的干扰方式之一。自适应阵列天线技术因其可以根据外部信号环境自动调节天线阵中各个阵元的加权系数,使阵列天线方向图的主波束对准期望信号方向,零陷对准干扰信号方向而得到重视。本文针对卫星导航系统容易受到干扰信号的干扰的情况,重点研究了卫星导航定位抗干扰接收机系统中的几个关键技术。 我们首先从干扰的来源、干扰的特性、干扰的类型以及射频干扰对GPS接收机的影响几个方面对干扰进行了详细的分析,为抗干扰做好准备。 然后,我们开始研究一种有效的抗干扰手段——自适应阵列天线。在介绍了自适应阵列天线的结构和基本原理后研究了最佳滤波器的优化,基于几个优化准则讨论了几种经典的自适应调零算法:HA算法、采样矩阵求逆(SMI)算法和功率倒置算法。研究结果表明:对于强度不是很大的干扰,SMI算法简单而且有很好的抑制效果,但是对于高强度干扰,功率倒置几乎可以做到线性的抑制,但也会抑制信号,HA算法对干扰也有一个近似线性的抑制效果,同时又有很高的分辨率。 接下来,我们从真实GNSS信号的角度对抗干扰效果进行了改进。我们用扩展矩阵对抑制干扰的零陷进行展宽,结果表明可以将零陷的宽度展到3~6度。然后我们将阵列的维度进行扩展,研究了圆阵和面阵的静态方向图和干扰存在的方向图。最后,我们从数学角度研究了天线阵元个数不足与抗干扰自由度之间的关系,用空时联合处理来解决阵元个数不足和宽带干扰的问题。
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