干扰条件下的“北斗”信号解扩重构DOA估计

在干扰条件下，卫星导航抗干扰波束形成算法往往需要卫星信号波达方向（Direction-of-Arrival，DOA）的先验信息。但当存在低信噪比信号或主动干扰源时，常规的DOA估计算法性能急剧下降甚至失效。针对此问题，提出了一种被干扰信号压制的低信噪比“北斗”信号的DOA估计算法。该算法首先通过对接收信号进行子空间投影抑制干扰信号，然后对抑制干扰后的信号进行解扩重构处理，最后通过多重信号分类算法完成对“北斗”信号的DOA估计。仿真结果表明，在干扰信号干信比80 dB条件下，“北斗”信号DOA估计误差在5°以内，为下一步进行波束形成计算提供了高精度的入射角信息。     

关于北斗导航射频电路抗干扰设计方法研究

在卫星导航日益普及的情况下,用户对于接收机终端的安全可靠性以及抗干扰能力有了更高的要求。当前,研发射频电路板的环节,防止干扰信号与射频电路需接收处理的信号混合,有效地减少系统受到的电磁干扰成为不断提升产品经济效益的关键技术。如果不能良好地削弱干扰信号,那么在处理射频电路信号期间会引发诸多问题,降低产品的可用性。鉴于此,文章分析了北斗导航射频电路抗干扰设计方法,为实践工作提供有价值的指导。     

一种机载型三号北斗用户机的设计与实现

2020年7月31日,北斗三号全球卫星导航系统正式开通,这标志着我国建成了独立自主、开放兼容的全球卫星导航系统,中国北斗从此走向了服务全球、造福人类的时代舞台。三号北斗用户机作为一款北斗三代终端设备,运用北斗三号全球卫星导航系统,为飞机提供定位和通信服务。并在原有一号和二号北斗用户机的基础上,优化了产品设计,提高了定位精度和通信能力。详细地论述了三号北斗用户机的产品组成、工作原理、关键技术、设计与实现方法,满足了北斗用户机的升级需求,可为飞机提供精准的定位和通信功能。     

新体制信号频域窄带抗干扰算法研究

本文主要研究频域窄带抗干扰算法在北斗三代新体制信号中的应用。通过选择合理的窗函数及 FFT 变换点数,通过自适应门限检测及频域过门限置零,可以较好的对干扰信号进行抑制。通过对单干扰、三干扰抑制的仿真,验证了算法在新体制信号抗窄带干扰中的性能。     

基于ICA的主、被动雷达抗干扰性能研究

雷达抗干扰技术研究一直是雷达领域的研究重点和热点。本文提出了一种基于独立分培分析的改进算法,应用于主、被动雷达抗干扰处理过程中。通过从观测信号中将目标回波信号与干扰信号分离开来,提取目标回波信号,并抑制干扰信号,达到雷达抗干扰的目的。通过仿真实验表明,应用这种方法分离目标回波信号与干扰信号取得了较好的效果,证明其应用在主、被动雷达抗干扰处理中是可行和有效地。     

基于频谱对称性的GNSS频率抗干扰算法

传统的卫星导航信号频域抗干扰技术在接收信号的频域将干扰信号的谱线进行抑制从而达到抗干扰的目的,但在抑制干扰的同时抑制了部分信号,造成信号能量的损失。提出一种利用卫星导航信号频谱对称性的频域抗干扰算法,该方法利用卫星导航信号在频谱上的冗余性,在进行干扰谱线抑制的过程中利用与之对称未被干扰的谱线进行恢复,即可得到完整的信号频谱。分析北斗B3频点民码仿真数据表明：当干扰信号的频谱出现在中心频点的一侧时,该方法对干扰信号的带宽不敏感,即使干扰信号的频谱占到了信号频谱的一半,其输出信号的能量仍能保持稳定;与传统的方法相比,在进行干扰谱线抑制的过程中减小了信号能量的损失。仿真实验表明,在典型场景下,提出的方法与传统的置零法相比,载噪比提升约1 dB。     

卫星导航用户终端多阵元抗干扰天线空间特性分析与研究

为解决卫星导航用户终端多阵元抗干扰天线缺少空间特性数据支撑、实际电磁环境因素考虑较少等问题，设计实现了基于功率倒置的空频自适应调零仿真算法，通过数学仿真和实际实验相结合的方式分析了不同干扰信号与导航信号间夹角、不同干扰信号间夹角、不同干扰信号来向以及超自由度干扰对多阵元抗干扰天线的影响。研究表明，抗干扰天线在抑制干扰信号的同时也会抑制附近入射的卫星导航信号；干扰信号不同来向对抗干扰天线影响较大；干扰源间夹角不同，输出的信干噪比也存在明显差异，在一定范围内，夹角越小，干扰效果越差；超自由度干扰条件下，多阵元抗干扰天线的抗干扰能力将严重恶化，干扰功率仅需达到抗干扰处理的启动门限，即能消耗多阵元抗干扰天线的自由度。     

基于循环谱特征的全频段音乐信号抗干扰研究

为解决传统音乐信号抗干扰方法存在的干扰信号滤除效率低、信号捕获率低问题，提出基于循环谱特征分析的全频段连续音乐信号抗干扰方法。利用聚类算法提取干扰信号特征，搭建含干扰全频段连续音乐信号接收模型，并分析其循环谱特征。通过自适应频移滤波器滤除干扰信号，实现全频段连续音乐信号的抗干扰。实验结果显示，相较于传统方法，提出的全频段连续音乐信号抗干扰方法提升了干扰信号滤除效率与连续音乐信号捕获率，充分说明提出的全频段连续音乐信号抗干扰方法具备更好的抗干扰效果。     

极化敏感阵列抗干扰仿真分析

通过建立极化敏感单元模型,对极化敏感阵列在极化域-空域进行联合抗干扰仿真分析。仿真结果表明,利用极化敏感阵列实现抗干扰的方式,可以拓展抗干扰处理的自由度。同时, 当有用信号与干扰信号同向时,利用有用信号与干扰信号在极化域的差异性可以实现极化域抗干扰。     

北斗三号基本系统空间信号质量评估

全球卫星导航系统(GNSS)空间信号(SIS)质量直接影响了用户使用性能。北斗三号卫星不同于北斗二号卫星,将继续播发北斗二号老信号,同时新增播发B1C, B2a等新信号,多频多信号多分量的信号体制较北斗二号更为复杂,对导航卫星信号质量控制提出了较大挑战。2018年底北斗系统完成了18颗卫星组网,完成北斗三号基本系统建设并开始提供全球服务,有必要对北斗三号在轨卫星空间信号质量进行量化评估。传统空间信号质量评估方法侧重于单项的定性评估,而针对北斗三号复杂的信号体制,缺乏系统的、定量的分析结果。该文对标北斗系统接口控制文件(ICD),从功率特性、频域特性、时域特性、相关域特性和信号一致性等方面研究了不同参数配置对评估结果的影响,形成了一套面向新型调制方式和多频多分量复用信号的量化评估方法。基于40 m大口径天线的空间信号质量评估系统,对18颗MEO卫星进行了长时间监测跟踪和数据采集,首次对北斗三号卫星空间信号质量进行了全面量化评估。结果表明:北斗三号卫星空间信号质量良好,18颗MEO卫星一致性较好,符合ICD指标要求,可满足服务区内用户需求;评估方法可用于对后续导航卫星空间信号质量的量化评估。     

GPS接收机抗干扰性能仿真研究

从压制式干扰对GPS信号捕获的影响和对GPS信号跟踪的影响2个方面分析了对GPS接收机实施干扰的可行性;进行了GPS干扰性能仿真,建立了P码GPS接收机、P码GPS信号和GPS下行信道的数学模型和仿真模型;对单载波干扰信号、阶梯波扫频干扰信号和噪声调频干扰信号下P码GPS接收机的抗干扰容限进行了仿真实验,并给出了实验结果,最后对抗干扰容限仿真实验结果进行了分析。     

基于正交约束的导航接收机空时自适应方法

卫星导航系统容易受到干扰,空时自适应处理在导航接收机抗干扰方面拥有明显的优势,即系统自由度显著提高,但是传统空时自适应处理应用于导航接收机抗干扰中却面临信号失真的难题。该文提出一种基于正交约束的导航接收机空时自适应处理方法。该方法从空时自适应处理的原理入手修改传统空时自适应处理优化的约束项,消除了不同时延信号对合成信号的影响,保证了空时自适应处理在有效抑制干扰的同时不影响导航信号的捕获和解码。理论分析和仿真结果表明,该方法能有效解决空时自适应处理中的导航信号失真问题。     

北斗卫星导航接收机抗窄带干扰技术研究

卫星导航系统主要通过人造卫星作为信号转发的中继站,通过上下行链路建立地球站间的无线通信,可实现大容量、远距离、高覆盖面、低延时的信息传输,而且导航系统存在接收电平低、接收机灵敏度高、接收信号比较微弱、导航信号在同一频率发射、调制、信噪比极低、下行链路容易干扰等问题。系统分析了北斗卫星导航接收机抗干扰主要应用技术;介绍了接收机主要干扰类型;提出了时空二维联合处理(STAP)抗窄带干扰技术模型及最小均方误差滤波器(MMSE)算法;通过仿真研究,该方法抑制窄带干扰效果较好。     

战术数据链空时联合抗干扰技术

针对战术数据链在复杂电磁环境下性能受限的问题,提出基于非标准构型阵列天线的战术数据链空时联合抗干扰技术。该技术在常规导向矢量获取方法失效时,通过设计引导信号,结合盲自适应抗干扰算法进行干扰信号的抑制和引导信号的重构,实现对干扰方向调零抑制并保持通信信号的正常接收。仿真结果表明,通信信号经过空时联合抗干扰处理后,在干扰方向形成的零陷超过-30 dB,大大抑制了干扰方向的信号,保存了信号方向的信号。     

联合空时滤波算法在接收机抗干扰中的应用

从空时自适应滤波技术出发,结合数字多波束天线实际应用,提出了一种改进的联合空时滤波算法,解决了当干扰信号与卫星信号空间角接近时,传统的空时滤波算法在抑制干扰信号的同时,极大衰减该卫星有用信号,从而降低了接收机抗干扰性能的问题。仿真和实测结果表明,在卫星信号与干扰信号夹角接近10°和多干扰信号存在的条件下,改进的联合空时滤波算法明显优于传统的空时滤波算法。     

特征空间分解算法分析与仿真

卫星导航信号为扩频信号,比接收机热噪声低20~30dB,极易受到干扰,因此,研究卫星导航系统接收机的抗干扰能力显得极为重要。特征空间算法是一种有效的自适应抗干扰算法,目前广泛应用于抗干扰接收机中。首先建立了阵列信号基本模型,然后介绍了阵列信号特征分解原理,对其性能进行分析,并由计算机仿真证明了该算法的有效性。     

PI算法在GPS抗干扰圆形天线阵中的应用

随着GPS的广泛应用,出现了各种各样的干扰措施,为了能使GPS接收机正常工作,提出了许多抗干扰方法,其中自适应天线抗干扰尤为有效,功率反演(PI)算法能够使天线阵产生指向干扰方向的波束零陷,从而达到抗干扰的目的。推导了圆形天线阵中的信号向量表示方式,并且将功率反演算法应用于圆阵之中。仿真结果表明,应用功率反演算法的自适应天线阵不适为一种有效的GPS抗干扰方法。     

暗室条件下抗干扰测试结果影响分析

暗室为卫星导航接收机抗干扰测试提供了全面有效的测试环境，极大地提高了抗干扰性能定量测试与评估能力。但暗室的静区性能、结构尺寸、天线布局等因素会对抗干扰性能测试结果产生影响。基于多径信号天线接收模型、阵列波程差等效模型和信号来向天线映射模型，通过仿真量化分析了干扰多径信号、有限距离下近场效应和来波方向误差对抗干扰测试结果的影响。结果表明，暗室静区性能的提升可降低干扰多径信号对零陷位置的拉偏；不同暗室尺寸对应不同的零陷深度测试，需根据测试需求折中选择；布设暗室天线应依据预设的被测阵列天线和测试场景。结果可为暗室设计、抗干扰测试方案选定和测试结果分析提供参考，提升抗干扰测试的可信度。     

基于时频相关性的复合常规人为干扰分析方法

在军事无线通信中,对进入接收机的干扰信号进行分析、识别并提取特征参数,以支持抗干扰决策,是通信设备有效对抗蓄意人为干扰的前提。提出了基于短时傅里叶变换(STFT)的复合常规人为干扰分析方法,首先对接收的干扰信号进行STFT变换,然后将得到的三维时频域数据进行二值化处理;最后根据不同干扰样式的时域及频域特征,对二值化的时频域数据之间的关系进行分析,分别解析出多音干扰、周期脉冲干扰、扫频干扰。理论分析和仿真结果表明,通过分类搜索算法,能够较为准确地对复合人为干扰进行解析。     

雷达抗干扰有效度及评估方法

现代战争对雷达抗干扰能力的要求越来越高，如何客观检验雷达的抗干扰能力已成为雷达研制方和雷达使用方所迫切需要解决的问题。本文通过对雷达干扰、雷达抗干扰技术的分析，提出了雷达抗干扰有效度概念。并论述了干扰抑制技术、干扰回避技术、抗欺骗干扰技术等的分类原则基本检验评定准则和检验项目、检验原理和检验方法。