發(fā)布時間：2019-09-11 20:21

【摘要】：GNSS衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)近年來取得了迅猛的發(fā)展，已廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟的眾多領(lǐng)域。然而由于衛(wèi)星信號頻段固定、接收信號功率微弱等系統(tǒng)自身特點，使得導(dǎo)航接收機極易受到外界射頻干擾，，由此帶來的損失不可估量。而現(xiàn)有抗干擾技術(shù)的實現(xiàn)大多需要對現(xiàn)有接收機的結(jié)構(gòu)進行改造，造成極大的成本浪費。本文通過分析干擾對導(dǎo)航接收機的影響，設(shè)計一種外接式抗干擾模塊，采用數(shù)字射頻輸出的設(shè)計方案，可與現(xiàn)有接收機兼容，并且具備較強的抗干擾能力，確保導(dǎo)航接收機在干擾環(huán)境下依然能夠?qū)崿F(xiàn)定位與授時。 首先對抗干擾模塊各單元的設(shè)計要求進行了詳細分析。提出強干擾環(huán)境下射頻接收通道的設(shè)計指標(biāo)，重點分析了噪聲系數(shù)、靈敏度以及動態(tài)范圍等參數(shù)的設(shè)計要求，以及AD量化位數(shù)與抗干擾性能的關(guān)系；進行了外接抗干擾模塊各單元的硬件電路設(shè)計，在完成各單元設(shè)計要求的基礎(chǔ)上，兼顧抗干擾模塊低功耗、小型化、低成本的目標(biāo)。 其次進行基帶抗干擾處理單元的設(shè)計工作。基帶處理單元采用了基于FFT的變換域干擾抑制算法，采用重疊加窗技術(shù)減少加窗帶來的信噪比損失，仿真分析了算法的干擾抑制原理以及信噪比損失，在分析現(xiàn)有門限設(shè)置算法性能的基礎(chǔ)上，確定了簡化的門限設(shè)置算法，該算法易于工程實現(xiàn)，干擾抑制性能損失在可接受的范圍內(nèi)；介紹了變換域抗干擾算法FPGA實現(xiàn)的過程。 最后完成了實物研制，并對外接抗干擾模塊進行了實驗測試。定量測試了射頻通道的各項指標(biāo)參數(shù)，包括噪聲系數(shù)、通道增益、輸出帶寬、中頻輸出功率、AGC動態(tài)范圍等重要參數(shù)，測試結(jié)果達到強干擾環(huán)境下射頻通道設(shè)計要求；將抗干擾模塊與普通導(dǎo)航接收機相連，分別進行了室內(nèi)環(huán)境和室外環(huán)境下的抗干擾性能實驗。測試結(jié)果表明，外接抗干擾模塊可與現(xiàn)有接收機兼容使用，并且抗干擾處理增益達40dB左右。
【圖文】：

圖 1.1 自適應(yīng)天線工波技術(shù)能夠很好地在干擾方向產(chǎn)生零突出。缺點是體積較大，陣元個數(shù)受且當(dāng)干擾的波達方向與導(dǎo)航信號的波同時也會大幅度衰減導(dǎo)航信號。在空種抗干擾型 GPS 接收機，其半球形天號某導(dǎo)彈上列裝；Raytheon 公司曾采用到 GAS-1 航空領(lǐng)域；Navsys 公司最技術(shù)進行信號綜合，研制成功數(shù)字型大提升[7]。國內(nèi)方面的技術(shù)進展稍微元抗干擾天線的導(dǎo)航接收機，利用功不高，且抗干擾性能一般；國防科技和相關(guān)研究[8][9]，取得了一定的成果，]

接收設(shè)備的共性的同時，導(dǎo)航接收機還具有捕獲、跟蹤和處理于傳播到地面時衛(wèi)星信號已十分微弱，且導(dǎo)航接收機自身的收機極易受到有意或者無意的外界干擾的影響而失去工作效接收機進行詳細的分析和理解，研究接收機的系統(tǒng)組成、工作性能的影響，為研制抗干擾模塊提供必不可少的參考和指導(dǎo)。接收機系統(tǒng)組成導(dǎo)航接收機主要由射頻天線、射頻前端、數(shù)據(jù)采集和基帶信號收導(dǎo)航信號，射頻前端將信號放大到適合采集和后續(xù)處理的數(shù)據(jù)采集，進入基帶信號處理模塊后，對信號的處理過程簡單行：①對信號進行捕獲；②對衛(wèi)星進行跟蹤；③解調(diào)衛(wèi)星導(dǎo)航電框圖給出了一個典型 GPS 接收機的原理框圖。
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN965.5

【參考文獻】

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本文編號：2534643