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基于混合圆极化与正交线极化的导航抗干扰处理装置

发布时间:2019-06-17 22:14 来源:未知 编辑:admin

  日期:2015-11-06 23:12:11 本站原创来源:学位管理与研究生教育处(省政府学位委员会办公室) 人气:

  随着卫星导航系统在全球范围内发挥着愈发重要的角色,卫星导航信号面临的干扰形式和电磁环境也愈发的复杂,因此卫星导航接收机抗干扰技术逐步成为接收机设计的关键技术。本成果利用圆极化天线与线极化天线混合组阵,克服了正交线极化敏感阵列在无约束抗干扰模式下存在能量损失的问题,也克服了传统圆极化天线阵列自由度受限的问题。其次,本方案在匹配接收机接收时,在模式选择上具有很大的灵活度,可以实现无约束抗干扰模式和法向抗干扰模式的灵活切换,以更加小型化的设备实现了对多干扰,强干扰卓越的抑制性能。此外,本设备所用算法有很好的稳健性,使设备在高动态环境下任然能保持良好的性能。

  当前国内抗干扰设备主要是基于圆极化天线阵列,所用算法多为空域或空时域抗干扰算法,其只能在空间域和时间域对干扰进行自适应抑制,但是当干扰来向接近卫星信号时,系统在抑制干扰的同时会消除卫星信号,导致卫星导航接收机不能正常定位,因此,本设备利用正交线极化天线的极化特性对不同于卫星信号极化状态的干扰信号进行抑制,且增加了系统的自由度。此外传统空时抗干扰算法计算量过大,这也阻碍了系统的实时性,为了使设备在高速载体上仍能保持良好的性能,本设备采用了实时性更好的空频抗干扰算法,并对其进行了优化,提升了该算法的稳健性。

  本作品采用圆极化天线与正交线极化天线混合阵列,在无干扰、弱干扰环境中系统以圆极化天线作为主天线,其余线极化天线为副天线,以无约束模式进行卫星信号的接收,即保证了接收机对低仰角信号的接收,也克服了线极化天线单通道作为主通道时存在的卫星信号能量损失问题,当干扰强度达到一定的门限值时系统切换为法向约束抗干扰模式,进而保证系统对干扰的抑制能力。

  1)A/D采样:天线阵列接收卫星信号和干扰信号经过模拟下变频后得到中频模拟信号,再对中频模拟信号进行采样得到多路数字信号;

  2)数字下变频与低通滤波:多A/D采样得到的数字实信号下变频到基带,并进行低通滤波,得到有用带宽内的多路复数信号;

  3)幅相误差校正:由于天线阵元自身存在差异,各接收通道也不完全一致,并且对数字信号的量化也存在误差,所以在进行抗干扰处理前需要先进行幅相误差校正;

  5)模式判断:对系统输入信号功率进行统计,在无干扰或弱干扰情况下选取无约束抗干扰模式,在强干扰情况下选取法向抗干扰模式;

  1)本设备采用圆极化天线与正交线极化天线混合阵列方式抑制干扰属国内首创,利用圆极化天线较高的信号增益和较宽的方向图主瓣保证了0到90度俯仰角范围内卫星信号高增益的接收;

  2)本设备利用正交线极化天线对不同于期望信号极化状态的干扰信号进行抑制属国内首创,在与圆极化天线阵列同等天线数量的情况下,该系统拥有更高的干扰抑制自由度,更强的干扰抑制能力;

  3)本设备利用基于广义旁瓣相消的稳健空频自适应抗干扰算法减少了系统的运算量,提升了系统的实时性以及对高动态环境的适应性。

  本系统所采用技术可以应用于各类有小型化、高性能需求的卫星导航设备上,突破了以往小型载体对多个干扰无法抑制、导航精度不高、不能远距离飞行的瓶颈。此外,该系统对高动态环境有很强的适应性,可以满足在万米高空以五倍音速飞行载体的导航抗干扰需求,因此该系统的问世对我国国防现代化发展有着举足轻重的影响。

  本成果已经得到了多家导航终端科研单位的认可,基于本成果所用技术的几款同类产品也在同步的研发过程中。此外本成果所用算法也得到了卫星导航领域的认可,并获奖,以下为获奖证书

   Nonlinear Dynamic behaviors of a Marine Roto

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