本文選題：導航對抗　切入點：天線陣　出處：《國防科學技術大學》2014年博士論文

【摘要】：衛(wèi)星導航系統(tǒng)是以偽距測量為基本目標的擴頻通信系統(tǒng)。當前導航抗干擾研究主要針對用戶段接收機展開,其設計目標是提高接收機在干擾環(huán)境下的可用性;當抗干擾技術應用于空間段和控制段時,抗干擾和高精度測距必須同時兼顧。論文以北斗導航系統(tǒng)建設和終端研制為應用背景,圍繞“抗干擾”和“偽距測量”兩大技術主線,對衛(wèi)星導航抗干擾面臨的時延、量化和運動適應性等問題展開研究:(1)針對抗干擾處理引起的接收時延變化問題,建立了陣列接收機的時延估計器模型,并理論分析了抗干擾對時延估計精度和時延估計零值的影響。分析結果表明:陣列濾波器幅頻響應為偶函數、相頻響應為線性相位時,抗干擾處理不改變零值,但影響時延估計精度;若進一步約束幅頻響應為常數,則對時延估計精度的影響最小;將陣列接收機的所有通道校正至恒幅度、線性相位,可最大程度保持偽距測量精度。為高精度測距型衛(wèi)星導航接收機抗干擾設計提供了理論依據。(2)針對約束零值恒定的數字濾波器設計問題,理論證明得到FIR濾波器不改變零值的充分條件是系數對稱或共軛對稱,在此基礎上給出了時域和空時抗干擾算法的實現形式。仿真結果表明:對于時域濾波器,約束系數對稱可使零值偏移量從4ns減小到0.2ns;在射頻通道非理想的情況下,約束群時延波動小于3ns可使零值偏移量小于1ns。對于空時濾波器,約束系數對稱可使零值偏移量從2.5ns減小到0.2ns。(3)針對抗干擾型擴頻接收機的量化字長選擇問題,建立了前置抗混疊濾波器條件下的非均勻量化器性能分析模型,并以相關器輸出端信干噪比最大為設計目標,進行了量化器參數優(yōu)化設計。理論與仿真結果表明:無干擾時,柰奎斯特采樣頻率下前置抗混疊濾波器引入的損耗和量化損耗可分離,字長大于2bit時均勻和非均勻量化器無明顯性能差異;存在干擾時,在給定信噪比損耗條件下,干噪比每增加6dB,最小量化字長需增加1bit。(4)針對短時脈沖干擾導致電路振蕩和抗干擾輸出功率不穩(wěn)定的問題,構建了反饋式數控AGC和前饋式全數字AGC級聯的模數混合AGC結構,并提出了基于脈沖干擾抑制的數控AGC算法和免乘法的全數字AGC算法,在不增加量化字長的前提下可有效提高數控AGC的電路穩(wěn)定性,并利用移位和截尾操作分別完成功率和字長調整,其引入的額外信噪比損耗小于0.1dB。(5)針對平臺運動條件下天線陣抗干擾性能下降的問題,建立了運動條件下的陣列信號模型,仿真分析了干擾入射角擾動量和干擾強度對陣列性能的影響,并提出了一種基于虛擬干擾的零陷展寬算法。仿真結果表明:當干擾入射角擾動均方差小于1°時,零陷展寬算法可使零陷指向誤差引起的性能損耗小于0.5dB;當干擾入射角擾動均方差等于1°和2°時,新算法相對于常規(guī)算法分別有1.5dB和2.0dB左右的信噪比提升。論文研究內容是經典抗干擾理論在衛(wèi)星導航領域的擴展和深化,其部分研究成果在實踐中得到檢驗,已成功應用于多款北斗抗干擾型衛(wèi)星導航裝備。
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【學位授予單位】：國防科學技術大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TN965.5;TN97

【參考文獻】

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本文編號：1672619