无人机数据链抗干扰技术综述

现代战场中,电磁环境异常复杂,无人机数据链的抗干扰能力,日益受到人们的关注。以无人机数据链干扰技术为牵引,从对抗措施角度出发,结合当前已应用及新兴的通信抗干扰技术,对无人机数据链抗干扰策略进行了分析,总结了无人机数据链抗干扰技术的发展趋势。     

带波束指向的GPS抗干扰技术研究

针对GPS卫星接收系统在存在强宽带压制式干扰无法正常工作的情况,研究了基于阵列天线的自适应抗干扰技术.提供了采用约束的最小方差准则实现抗干扰算法,算法充分利用了信号和干扰空间角度的不同进行滤波,对有用信号进行保护,使得波束在指向卫星信号的同时最大程度抑制干扰信号.给出了算法的硬件实现方案,最后通过仿真试验对算法的抗干扰能力进行了分析,验证了算法的有效性.     

高铁弓网电弧对飞机进近着陆的电磁干扰影响

为了研究高铁弓网离线电弧对飞机进近着陆的电磁干扰（EMI）影响,选取高速铁路弓网离线现象发生频繁的电分相处,对高速铁路列车发生弓网离线电弧时的电磁辐射强度进行了实际测试。根据电波传播理论和GB 6364-2013的相关要求,数值计算得到了高铁下穿角、电分相位置以及飞机着陆高度对机载接收信号的影响规律：机载接收信号信干比（SIR）随着高铁下穿角增大逐渐增大;电分相距离机场跑道口越近机载接收信号的信干比越小;随着飞机进近着陆高度的减小,机载接收信号信干比先减小后增大。以高速铁路45°角下穿机场跑道中心时,以飞机受干扰最强的位置分析了弓网离线电弧电磁干扰对仪表着陆系统（ILS）信标台的影响：飞机接收到的航向信标台信号信干比为12.92 dB,小于GB 6364-2013规定最小20 dB的防护率要求;下滑信标台信号信干比为29.08 dB,符合国标要求;指点信标台信号信干比为16.64 dB,小于国标规定的最低23 dB的防护率要求。本文研究为民航与高速铁路的电磁兼容性研究提供了理论依据和技术方法,可以为机场选址和高速铁路选线规划提供支持。     

基于UAT数据链的ADS-B机载设备的安装及维护研究

数据链路是ADS-B技术的重要组成部分,以广播方式传输飞行器状态、位置、速度等重要监视信息,目前ADS-B技术可选的数据链技术有三种:Mode S 1090 ES、UAT和VDL MODE4.基于UAT数据链的ADS.9B机载系统包括美国Garmin公司生产的GDL-90系统,该系统能够通过UAT数据链传输数据,并且接收来自其他有UAT装备的飞机的数据以及FIS-B气象信息,接收到的数据还可以在显示器上显示.     

美国第四代战斗机机载数据链系统的现状与未来

随着机载传感器技术的飞速发展,美国空军第四代战斗机的战场态势感知能力达到了一个空前的高度,但是,机载数据链系统技术发展的相对滞后却限制了这些战斗机的网络中心战能力。为了解决这一矛盾,美国空军正致力于研制更先进的机载数据链系统来代替F-22A目前使用的“飞行平台间数据链”（IFDL）系统和F-35上使用的“多功能先进数据链”（MADL）系统。     

共信道干扰环境下星基ADS-B系统监视性能

星基广播式自动相关监视系统（星基ADS-B）是实现广域范围内航空器监视的主要技术手段。为揭示星基ADS-B系统共信道干扰对系统监视性能的影响，提出了星基ADS-B系统监视容量的计算方法。首先给出了星基ADS-B系统模型，随后理论分析给出消息正确接收概率、位置消息更新间隔及位置报告更新间隔的计算公式，以此为基础给出了星基ADS-B系统监视容量的计算公式，最后基于SNS软件构建了星基ADS-B仿真系统，仿真验证了理论结果的正确性。研究表明：星基ADS-B系统的监视容量由ADS-B应用子系统所要求的航空器位置报告更新间隔、航空器-卫星链路的误码率、星-地面站链路的误码率及卫星数目联合确定。     

GPS信号FFT自适应抗干扰技术的FPGA工程实现

针对自适应抗干扰技术展开研究,提出了易于FPGA实现的FFT自适应窄带抗干扰技术.这种方法减小了数字信号处理部分的计算量,提高了系统处理的实时性,降低了系统的复杂程度.实验表明在有宽带干扰存在的情况下,使用所提出的方法可以自适应检测并剔除窄带干扰.与GPS接收机的对接测试表明,该技术能大大提高接收机的抗干扰能力.     

联合压缩感知与接收分集的DME干扰抑制方法

针对L波段数字航空通信系统(L-DACS1)反向链路测距仪(DME)信号干扰正交频分复用(OFDM)接收机的问题,提出基于联合压缩感知与接收分集的干扰抑制方法。在地面基站各接收支路中,首先通过压缩感知重构DME干扰信号,随后将重构的DME信号在时域进行干扰消除,消除干扰后各支路信号最终通过最大比值合并提高OFDM解调器输出信噪比,以克服测距仪残留信号的影响。仿真结果表明:该方法可有效抑制DME信号的干扰,提高L-DACS1系统的可靠性。     

数据链技术的发展及其在空面导弹中的应用

现代战争样式由平台中心战演变成信息中心战,数据链技术在教练机训练装备和导弹武器系统中起到了重要作用。从分析国外武器装备系统的数据链技术发展情况入手,浅析我国武器数据链新技术在空面武器中的初步应用,研究了数据链网络容量/质量与效能关系,提出了发展空面武器的数据链应用时需先明确数据链的战术功能。分析表明:空面导弹互通技术的应用需要有相匹配的网络体系保障,以及多军种联合作战对数据链信息兼容。     

MIMO雷达DOA估计阵列设计

 多输入多输出（MIMO）雷达的关键技术之一是天线阵列的设计。由于MIMO雷达同时增加了收发两端的相位中心,使得系统具有更高的空间分辨率和更多的自由度。论文从接收信号模型出发,对MIMO雷达发射正交信号的等效阵列进行了讨论,以波达方向估计为目标提出了一种MIMO雷达天线阵的设计方法,通过抛物线理论得出了收发组合的唯一性和合理性,然后通过分析各种收发组合给出了发射阵元的最佳间隔设置。推导了几种情景下的MIMO收发阵列最佳设计解析解,最后进行了仿真实验。仿真结果验证了算法的有效性。     

一种新的无人机数据链抗干扰技术研究(英文)

Based on the M-ary spread spectrum （M-ary-SS）, direct sequence spread spectrum （DS-SS）, and orthogonal frequency division multiplex （OFDM）, a novel anti-jamming scheme, named orthogonal code time division multi-subchannels spread spectrum modulation （OC-TDMSCSSM）, is proposed to enhance the anti-jamming ability of the unmanned aerial vehicle （UAV） data link. The anti-jamming system with its mathematical model is presented first, and then the signal formats of transmitter and receiver are derived. The receiver＇s bit error rate （BER） is demonstrated and anti-jamming performance analysis is carded out in an additive white Ganssian noise （AWGN） channel. Theoretical research and simulation results show the anti-jamming performance of the proposed scheme better than that of the hybrid direct sequence frequency hopping spread spectrum （DS/FH SS） system. The jamming margin of the OC-TDMSCSSM system is 5 dB higher than that of DS/FH SS system under the condition of Rician channel and full-band jamming, and 6 dB higher under the condition of Rician channel environment and partial-band jamming.     

基于功率倒置算法的GPS抗干扰实时系统实现

实现了基于功率倒置算法的GPS抗干扰实时系统,并且提出了一种低复杂度的实现算法。运用Xilinx公司的Virtex-4以及TI公司的TMS320C6416T硬件平台．采用双FPGA＋单DSP结构来实现整个算法。实验结果表明,GPS信号经过实时抗干扰系统处理后,可以运用普通的接收机进行实时、精确的定位。该系统具有兼容性好、精度高等优点。     

基于解重扩算法的GPS抗干扰实时接收机研究

提出了一种基于解重扩算法的GPS抗干扰实时接收机系统的硬件实现方案。此方案充分利用解重扩算法和GPS接收机的特点,将两者紧密耦合,并根据FPGA和DSP的不同性能,实现了资源的合理配置。实测数据验证表明,该系统不仅能够抑制干扰信号,而且可对卫星信号产生较大增益,实现多波束抗干扰。     

基于FPGA的自适应阵列协方差矩阵特征分解的实现

卫星导航抗干扰的过程中，对空间信号波达方向估计、干扰个数检测、最优权矢量的求解直接影响着导航接收机的抗干扰性能，而协方差矩阵的特征分解是这些算法实现的核心部分。根据自适应阵列天线获得的协方差矩阵的特性，基于双边并行Jacobi算法，实现了基于FPGA的协方差矩阵特征值和特征向量的求解，并通过在信号波达方向估计的应用进行了验证。另外，在实现的过程中对直接调用CORDIC IP核的方式进行了精度误差分析，并用一种双精度浮点的方式进行修正，提高了矩阵特征分解FPGA的实现精度，为导航抗干扰接收机性能的提升提供了有效的工程基础。     

针对弹载卫星导航接收机干扰方向测定的算法研究

在弹载应用中,卫星导航接收机动态范围大,干扰方向相对接收机变化迅速,高动态导致自适应抗干扰算法产生的零陷深度变浅、范围变大,同时破坏了零陷附近接收的卫星信号,严重影响了 自适应空时滤波的抗干扰性能.研究弹载卫星导航接收机干扰方向的测定方法,通过干扰测向将天线零陷对准干扰方向,在指定方向形成波束,从而提高了接收机的抗干扰能力.针对弹载高动态对卫星导航接收机干扰方向测定实时性和准确度的要求,提出了 MUSIC-ESPRIT联合算法,将传统的ESPRIT算法的测定结果作为MUSIC算法的初始值,进而缩小谱峰的搜索范围.仿真结果表明,提出的MUSIC-ESPRIT联合算法与传统的MUSIC算法相比,在保证干扰测向精度的同时降低了计算量,满足弹载卫星导航接收机对干扰方向的测定要求.     

基于HLA的防空作战模拟系统电子对抗建模与实现

根据现代防空作战训练实际,依据HLA(High Level Architecture)联邦模型的开发步骤简要设计了防空作战模拟系统,针对现代防空作战所面临的各种电子干扰环境进行深入的分析与研究,建立了非常适合软件实现的电子对抗模型,包括电子干扰模型与雷达反干扰模型,最后采用面向对象的方法给出了软件的设计流程图.     

基于红外视频的火灾探测算法

视频火灾探测技术成为火灾探测的主要研究方向之一,该技术的难点是保证对火灾准确快速地探测。针对目前视频火灾探测识别率较低、报警时间较长的问题,为了提高火灾识别率,增强算法实时性,本文提出一种红外视频的火灾火焰探测方法,采用带有截止可见光透红外滤波片的摄像头采集现场红外影像,结合火焰的静态和动态特征,对火灾进行准确快速探测,同时,综合运用火焰圆形度和尖角个数变化判据对稳定火焰和非稳定火焰进行区别,实现对火灾的分级报警。实验结果表明,改进算法对火焰识别的准确性高,抗干扰能力较强,并且具有显著的快速性,其处理速度达到20ms/帧,并且系统平均报警时间小于200ms。     

串联过程置信区间的贝努力法估算及其在制导武器系统性能评估中的应用

制导武器系统抗干扰可分解为串联关系的2个过程，即导引头抗干扰过程和控制系统抗干扰过程。本文用贝努力方法计算抗干扰性能的概率及其置信区间，推导出计算方法，用蒙特卡洛方法仿真验证，得出贝努力方法可以有效地估计制导武器系统抗干扰性能置信区间的结论。     

自适应干扰对消在扩频抗窄带干扰中的应用

讨论了自适应对消实现扩频抗窄带干扰的基本原理,并进行了仿真实验,得出了采用干扰跟踪器来提高对消效果的结论.在航天704所开发的扩频应答机样机上进行了抗窄带干扰实验,结果表明：在扩频接收机中采用自适应对消器以及干扰检测和跟踪器后,至少可以做到43dB的抗窄带干扰能力.     

一种孔径和频率二维稀疏的步进频SAR成像方法

 步进频率信号(SFWs)在不增加雷达系统瞬时带宽的情况下能够获得高的距离向分辨率的同时,也存在着抗干扰能力较差及其等效重复频率较低的问题,并且在方位向积累时间内由于雷达载机工作状态的变化,会导致方位向的数据录取不完整。针对上述问题,提出一种孔径和频率二维稀疏的步进频合成孔径雷达(SAR)成像方法。首先,分析了稀疏步进频率信号(SSFWs)的SAR成像模型,然后基于压缩感知理论完成距离向成像处理。其次,针对稀疏孔径的回波数据,通过构造成像算子和压缩感知重建模型的方法实现其距离徙动校正和方位压缩处理,进而获得二维成像结果。相比于传统的步进频率信号SAR成像,利用所提方法能够在少量的频率资源和雷达回波数据情况下实现准确的SAR成像。最后,通过对仿真和实测的步进频率雷达数据进行成像处理,验证了所提方法的有效性和可行性。