發(fā)布時(shí)間：2020-06-22 11:22

【摘要】：目前,第三代北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(以下簡稱北斗系統(tǒng))已基本建成,并廣泛應(yīng)用于氣象監(jiān)測、測繪搜救、通信授時(shí)等領(lǐng)域。在軍事領(lǐng)域,可為精確制導(dǎo)武器和導(dǎo)彈等設(shè)備提供精確定位和導(dǎo)航。復(fù)雜的電磁環(huán)境直接影響北斗系統(tǒng)的可靠性。干擾信號(hào)測向技術(shù)能夠給出北斗系統(tǒng)的干擾信號(hào)狀態(tài)、方向等信息,是提高北斗系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵技術(shù)。因此,北斗導(dǎo)航抗干擾天線測向技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)具有重要的實(shí)用價(jià)值。本文以陣列天線測向技術(shù)為基礎(chǔ),圍繞北斗壓制式干擾信號(hào)測向技術(shù)展開研究,主要工作如下:1.根據(jù)衛(wèi)星導(dǎo)航干擾信號(hào)分類和產(chǎn)生的原因,建立了北斗系統(tǒng)壓制式干擾的模型。2.分析和比較了理想條件下MVDR波束形成器、多重信號(hào)分類(MUSIC)算法、解相干MUSIC算法、非相干信號(hào)子空間(ISSM)算法的特點(diǎn),并進(jìn)行了MATLAB仿真驗(yàn)證,仿真結(jié)果表明:空間譜測向算法MUSIC和MVDR不但精度高,而且其運(yùn)算量小,可用于北斗導(dǎo)航壓制式干擾測向的FPGA實(shí)現(xiàn)。3.針對(duì)陣列天線存在幅相誤差時(shí)的非理想測向環(huán)境,理論分析了陣元互耦和天線邊界效應(yīng)對(duì)MUSIC算法和MVDR波束形成器的影響,提出了一種北斗抗干擾天線幅相特性差異的校準(zhǔn)方法,在有源條件下,利用三維電磁仿真軟件HFSS,計(jì)算了互耦矩陣,校正了幅相誤差,并進(jìn)行了 MATLAB仿真驗(yàn)證,仿真結(jié)果表明:該方法的測向俯仰角誤差小于1°,測向方位角誤差小于2°,可用于北斗抗干擾天線的測向。4.基于FPGA硬件平臺(tái)和VHDL語言,完成了 MVDR波束形成器的電路設(shè)計(jì)與開發(fā),主要包括天線前段模塊、矩陣計(jì)算模塊(自相關(guān)矩陣求解、矩陣求逆)和空間譜構(gòu)建搜索等模塊,實(shí)現(xiàn)了北斗導(dǎo)航抗干擾天線測向功能,并對(duì)基于北斗導(dǎo)航測向算法進(jìn)行了測試,測試結(jié)果表明,當(dāng)方位角誤差小于15°且俯仰角誤差小于20°時(shí),北斗導(dǎo)航測向算法可以實(shí)現(xiàn)測向功能,且干擾源數(shù)越少精度越高。
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN967.1
【圖文】：

２．３．１北斗系統(tǒng)干擾信號(hào)分類逡逑北斗系統(tǒng)的干擾信號(hào)可分為傳輸路徑干擾、非惡意信號(hào)干擾以及人為惡意信逡逑號(hào)干擾［４４］，北斗干擾信號(hào)類型如圖２－２所示。逡逑衛(wèi)星信號(hào)逡逑傳輸路徑干擾＼邐＾逡逑人為惡意信號(hào)干擾逡逑導(dǎo)航接收機(jī)逡逑圖２－２北斗干擾信號(hào)類型逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－２邋Ｂｅｉｄｏｕ邋ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ邋ｓｉｇｎａｌ邋ｔｙｐｅ逡逑傳輸路徑干擾主要指北斗三代衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)從太空中發(fā)出到地面接收過程中逡逑１１逡逑

北斗系統(tǒng)干擾信號(hào)分類與建模北斗導(dǎo)航壓制式干擾的建模與分析逡逑接收機(jī)噪聲逡逑收機(jī)電子熱噪聲是功率譜密度為－１７４ｄＢｍ／Ｈｚ的高斯白噪聲，由北斗號(hào)在北斗導(dǎo)航接收機(jī)低噪聲放大模塊（ＬＮＡ）處產(chǎn)生的，在北斗導(dǎo)航天線前段模塊射頻濾波器處理后，成為限帶高斯白噪聲［４５］。以北斗Ｂ３頻收機(jī)為模型，北斗導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)的平均功率為－１３６必ｍ，北斗導(dǎo)航接２０Ａ４Ｈｚ，北斗導(dǎo)航接收機(jī)的帶內(nèi)噪聲功率為－ｌＯｋｉＢｗ，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航頻點(diǎn)導(dǎo)航接收機(jī)解擴(kuò)前的中頻噪聲頻譜和解擴(kuò)后中頻噪聲頻譜分別如圖－４所示。逡逑－ｓｏ，邐，北斗收抗

本文編號(hào)：2725608