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.     

4×4单元面阵自适应天线系统的设计与实现

面阵系统所采用阵元数多,数据量大,对信号处理机的实时处理能力要求非常高。系统采用基于参考信号的LMS算法,收敛速度较快、运算量低．且易于硬件实现。系统平台采用目前流行的DSP＆FPGA架构,具有高速运算和处理能力,解决了面阵系统对实时处理机的苛刻要求。测试结果表明,系统能自适应地控制天线阵列方向图在用户信号方向产生高增益波束,在干扰信号方向产生较深零陷,并实现零误码率通信。     

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.     

高灵敏GPS接收机抗干扰特性研究

采用圆环阵列天线,利用最小规范算法和线性约束最小方差算法对弱GPS信号的干扰信号进行了抑制,并分别针对固定和可变天线阵元数目以及固定和可变干扰信号等多种情况进行了仿真和分析.GPS信号的功率电平假设为-175dBW,干扰信号的功率值在-100dBW～-140dBW范围内可变.仿真结果表明,圆环天线阵列能精确地判定干扰信号的来波方向,该方法能很好地改善对来波干扰信号的赋零深度.     

一种基于自适应波束形成的卫星导航干扰源方位估计方法

针对卫星导航抗干扰天线平台提出了一种利用Griffiths-Jim自适应波束形成器的干扰源方位估计方法.首先,通过能量检测器判决观测空间中是否存在干扰信号;接下来,若干扰存在则通过Griffiths-Jim自适应波束形成器对观测空间进行扫描得到空间谱数据;最后,通过空间谱中局部峰值对应的方位获得干扰源方位的估计值.该方法结构简单、分辨率高,易于在抗干扰天线平台上工程实现.通过计算机仿真试验验证该方法的有效性.     

一种基于数字综合算法的MTD滤波器设计方法

利用空间阵列方向图合成中的数字综合算法 ,提出了一种新的MTD滤波器设计方法。该方法通过在滤波器频率响应的副瓣区放置大量的干扰信号 ,改变干扰信号的功率强度 ,从而自适应地控制滤波器频率响应的副瓣电平。这种方法所设计的MTD滤波器 ,其频率响应不仅在零频附近有宽而深的零陷 ,而且在其他副瓣区域可以为任意形状 ,具有较好的实用性。设计实例证实了这种方法的有效性。     

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。     

参考阵元可自适应调整的阵列天线抗干扰方法

针对导航接收机抗干扰阵列天线在某些干扰来向存在抗干扰效果减弱的问题,建立了基于功率倒置算法的阵列信号处理模型,提出一种参考阵元可自适应调整的阵列天线抗干扰方法.以四阵元均匀圆阵为例进行了仿真验证,仿真结果表明,相比于参考阵元固定的功率倒置算法,此方法能够很好地解决部分干扰来向抗干扰效果减弱的问题.     

飞机通信自适应阵天线

自适应技术已在天线系统中得到广泛应用。尤其自适应阵天线具有抗干扰功能；天线在飞机上布阵又能实现共形阵；本文给出自适应阵天线在飞机上的布局、原理、算法及阵的主要性能。     

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。     

一种盲多波束形成GNSS天线阵抗干扰算法

天线阵抗干扰是现代卫星导航接收机抗干扰的重要手段。传统的天线阵波束形成类算法能够在抑制干扰的同时提升抗干扰后输出信噪比,但是在信号捕获阶段,由于缺少先验信息的支持,该类算法无法在信号方向形成增益。因此,提出了一种盲多波束形成的天线阵抗干扰算法,通过形成多个波束覆盖天线阵上半球面,可在无先验信息的条件下对卫星信号形成增益,从而提升信号捕获阶段信噪比,使得接收机在干扰环境中具备更强的信号捕获能力。仿真结果表明:与传统的天线阵抗干扰算法相比,提出的算法能够在有效抑制干扰的同时显著提升接收机信号捕获成功率。     

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.     

基于空时自适应处理的GPS宽带干扰抑制技术

分析研究了GPS宽带干扰抑制的各种空时自适应处理算法,提出了期望信号协方差矩阵的计算方法,该方法使得最大信干噪比方法和最小均方误差方法可以实现。仿真结果表明：和无干扰的GPS接收机相比,基于空时自适应的干扰抑制技术不会引起很大的定位误差。     

阵列旋转对功率倒置算法性能的影响分析

针对卫星导航抗干扰中,功率倒置算法下导航信号载噪比受干扰来波方向的影响,通过理论推导和数值计算的方法研究了天线阵列旋转与功率倒置算法抗干扰性能的关系。分析结果表明:天线阵列旋转会使功率倒置算法下的阵列增益在最大值和最小值之间呈现连续的、周期性的变化。相比固定天线阵不变的载噪比,阵列旋转能够使信号在一段时间内获得更大的载噪比,对于四阵元Y型阵列,阵列旋转理论上对载噪比的最大提升程度可以达到14dB左右。仿真结果验证了理论推导的正确性。     

机载相控阵雷达中抑制杂波的线性预测法

从一个多通道自回归过程拟合杂波信号的概念出发 ,提出了用线性预测法实现机载相控阵雷达的时空二维自适应信号处理。研究表明 ,杂波过程可以用一个低阶的多通道自回归过程很好地拟合 ,从而使用一个低阶的线性预测处理器以较低的代价实现准最优的处理。同时 ,这种低阶的线性预测处理器还具备冗余的自由度以对付除杂波外的其他有色噪声和干扰     

A method for aircraft magnetic interference compensation based on small signal model and LMS algorithm

Aeromagnetic interference could not be compensated effectively if the precision of parameters which are solved by the aircraft magnetic field model is low. In order to improve the compensation effect under this condition, a method based on small signal model and least mean square（LMS） algorithm is proposed. According to the method, the initial values of adaptive filter＇s weight vector are calculated with the solved model parameters through small signal model at first,then the small amount of direction cosine and its derivative are set as the input of the filter, and the small amount of the interference is set as the filter＇s expected vector. After that, the aircraft magnetic interference is compensated by LMS algorithm. Finally, the method is verified by simulation and experiment. The result shows that the compensation effect can be improved obviously by the LMS algorithm when original solved parameters have low precision. The method can further improve the compensation effect even if the solved parameters have high precision.     

圆台阵列杂波模型及空时二维自适应处理

针对圆台共形阵列,建立了空时二维自适应处理(STAP)的杂波模型,给出了圆台阵列杂波抑制最优权值的计算方法。在此基础之上,为了实现可应用到实际环境中的自适应处理方法,进一步讨论了将局部联合域(JDL)降维算法推广至圆台阵列中的问题。得出了圆台阵列JDL算法降维变换矩阵的表达形式,研究了参考波束的数目选取、波束指向等因素对降维损失的影响。理论分析以及仿真结果表明,通过合理选择通道数、波束方位向指向间隔等参数,该算法能够减少自适应波束形成的计算量,而且可以用较少的训练样本获得较好的处理性能。