多频GNSS抗多径天线的设计和实现

多径效应是影响卫星导航接收机测量精度的一个主要误差源，可以采用改进天线结构的方法，提高抗多径性能。本文从天线抗多径理论入手，描述了一种多频抗多径天线的设计和实现。测试结果表明，该天线具有良好的抗多径效果。     

3D扼流圈天线设计

本文介绍了多径信号的形成和抑制多径效应的基本方法,并设计了一款具有多径抑制效应的3D扼流圈天线,该天线可以同时应用于GNSS卫星导航系统的G1和G2两个频段。实验结果表明,该天线对多径信号具有较强的抑制能力,且相位中心稳定,具有较强的抗干扰能力。     

二维定向瑞克接收机实现方案比较研究

为了充分利用瑞克（RAKE）接收机的多径能量利用效果和智能天线（SA）的定向收发作用,研究了RAKE接收机和智能天线的联合使用,提出了基于智能天线的定向二维（2D） RAKE接收机模型,给出了定向2D-RAKE接收机分别在射频、中频和基带的实现框图、工作原理和输出信号表达式,并对它们的性能以及工程实现做了分析讨论。指出基带定向二维RAKE接收机由于可以在基带上通过幅度加权来实现信号的定向收发,其优点是可以利用目前比较成熟的基带信号处理技术,但是由于不能利用相干解调作用来抑制多径干扰（MPI）和多用户干扰（MAI）,存在噪声放大问题;射频定向二维RAKE接收机的信噪比增益最大,但工程实现难度较大;中频定向二维RAKE接收机则具有较高的性价比。     

一种监测站多径检测和校正的新技术研究

监测站是卫星导航系统的核心部分,提供给主控站的原始测量数据精度决定着整个导航系统的定轨与时间同步精度,影响着系统的服务性能。多径和天线相位中心的变化是监测站高精度测距不可忽略的影响因素。采用一套基于高增益、抗多径面天线的多径检测和校正系统,定量地评估监测站的多径环境,并对接收机天线的相位中心和多径进行校正。通过多径检测与校正原型设施,开展阵列天线相心标校、多径检测与标校等试验,为监测站的天线相心与多径环境检测、抑制和校正提供一个完整的解决方案。     

一种基于改进的Rake模型的GNSS接收机抗多径新技术

传统的GNSS接收机只跟踪一路信号,它是直达和多径成分的合成信号,利用该信号进行定位运算必然会产生多径误差.本文提出了一种用于GNSS接收机的抗多径新技术,它基于改进的Rake模型,将合成信号中的直达和多径成分分离,并对它们分别保持跟踪,在跟踪直达信号的指峰(Finger)中,将其他指峰所跟踪的多径成分从合成信号中减去...     

基于波束形成的空时域联合GPS抗多径接收方法的研究

文章介绍了一种通过利用多天线提供的空域信息,再加上时域的抗多径处理,在不改变原有GPS接收机核心结构的基础上采用级联结构进行抗多径接收的方法。首先介绍了波束形成的相关原理,接着介绍了以MEDLL为例的时域抗多径算法,最后介绍通过采用空时域联合的抗多径方法能够有效抑制接收到的信号中的多径干扰,并最终通过仿真验证其有效性。     

一种改进的窄带GPS接收机的抗多径干扰技术

GPS(Global Positioning System)在全球范围内得到了越来越广泛的应用,车载和手持市场的普及使GPS接收机的应用环境变得很复杂.多径干扰成为GPS定位精度的误差主要来源.窄带GPS接收机有着良好的抗干扰能力,但是其抗多径性能却不太理想.传统的窄带抗多径技术收敛时间过长,不能满足工程应用.本文提出了一种改进的窄带GPS接收机的抗多径干扰技术,大大提高了收敛速度,并且在抗多径性能上又略有改善.     

移动通信中基于智能天线的抗多径干扰技术

本文首先概述了多径信道传输特性,在此基础上,重点讨论了基于智能天线抗多径干扰技术的理论,并对基于ＣＭＡ算法的智能天线抑制多径干扰进行了计算机仿真。     

高精度测量接收机中的多径抑制技术研究

本文概述了卫星导航多径干扰信号的特点,分析了多径干扰对接收机测距精度和延迟锁定环的影响,论述接收机测量精度与多径时延、相关间距和接收信号带宽等之间的关系,提出基于序列相关器的脉冲间隙相关的多径抑制技术,最后对窄相关器技术和基于序列相关器的脉冲间隙相关技术进行了仿真和试验验证。     

一种抑制多径影响的全向高增益天线

为抑制机载异形地板多径效应对天线方向图的影响,本文提出了一种抑制多径影响的全向高增益垂直极化天线.该天线由四个对称分布的蝶形电偶极子单元构成,阵子臂采用渐变结构来展宽带宽.蝶形电偶极子依次布置于微带地板走线两侧,可优化水平面方向图不圆度.设置四个垂直分布的蝶形电偶极子的馈电相位来降低天线方向图的打地电平,进而抑制地板多径效应的影响.通过理论分析及电磁仿真计算,确定了天线的最优结构以及单元馈电相位差,并进行了实物加工和测量.实测结果表明,在约束尺寸下四单元相位差为25°时能够有效抑制由y轴长地板引起的多径零深,实测与仿真结果吻合较好.该天线的提出为安装于异形地板上的高增益天线阵提供了一种抑制多径影响的方案.     

ADC量化位数对阵列天线GNSS接收机的影响

在处理全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）卫星信号时,针对模数转换器（Analog-to-Digital Converter,ADC）量化位数不同导致输出的信号信噪比下降的问题,推导了阵列天线波束形成后输出信号的信噪比理论计算模型,分析了ADC量化位数对阵列天线抗干扰GNSS接收机的性能影响。在7阵元天线且ADC量化位数为10的条件下,理论模型分析和数据仿真结果表明最大抗干扰能力约为85 dB。通过确定ADC量化位数与抗干扰GNSS接收机抗干扰能力之间的关系,其结论为工程应用中抗干扰GNSS接收机的ADC选型和设计提供了理论依据。     

多频GNSS射频采样接收机设计与实现

针对多频GNSS接收机采用模拟射频前端存在的缺陷,研究基于直接射频采样技术的多频GNSS接收机设计与实现。根据当前公开导航频段,设计了一种可配置、可兼容的前端数字信号处理结构,将模数转换器件紧接在天线后端,直接在射频域对导航信号进行数字化,射频以下的所有处理功能全部采用软件模块来实现,使接收机通过参数设置就可以兼容多种导航系统。对采样频率选择、本振频率选择、抽取滤波等关键技术进行了分析,基于可编程片上系统平台给出一种射频采样GNSS接收机的实现方案,分析了其中各功能模块的实现框图与工作流程,通过测试给出接收机的性能指标。      

Channel Statistics-Based RF Pre-Processing with Antenna Selection

We introduce two novel joint radio-frequency (RF)-baseband designs for receivers in a MIMO system with N_t transmit antennas, N _r receive antennas, but only L < N_r RF chains at the receiver. The joint design introduces an RF pre-processing matrix that processes the signals from the different antennas, and is followed by selection (if necessary), down-conversion, and further processing in the baseband. The schemes are similar to conventional antenna selection in that they use fewer RF chains than antenna elements, but achieve superior performance by exploiting the spatial correlation of the received signals. The first of our proposed designs uses an L times N _r RF pre-processing matrix that outputs only L streams followed by baseband signal processing, and, thus, eliminates the need for a selection switch. The second one uses an N_r times N _r RF pre-processing matrix that outputs N_r streams and is followed by a switch that selects L streams for baseband signal processing. Both spatial diversity and spatial multiplexing systems are considered and the optimum pre-processing matrices are derived for all cases. To accommodate practical RF design constraints, which prefer a variable phase-shifter-based implementation, a sub-optimal phase approximation is also introduced. Performance better than conventional antenna selection and close to the full complexity receiver is observed in both single cluster and multi-cluster wireless channels. A beam-pattern-based geometric intuition is also developed to illustrate the effectiveness of the optimal solutions     

GNSS接收机基带处理电路低功耗设计综述

通过时GNSS接收机基带处理电路低功耗设计技术进行调研和总结,发现大部分技术可归属于两个层次：电路级优化技术和算法级优化技术。电路级优化技术主要包括低功耗的并行相关器的设计、多通道的时分复用、多普勒补偿后的信号下采样、低功耗累加器的使用等技术;算法级优化技术是指接收机的间歇工作方式（在不需要定位输出时,使接收机运行在低功耗模式）,主要通过接收机的高级电源管理系统、快速首次定位、重新捕获定位等技术实现。本文对这些方法进行了总结和对比,给出了两个层次优化技术的优缺点。     

自适应多普勒频移的二相码信号处理方法

针对二相编码脉冲压缩雷达的信号处理、航天测控系统接收机的解扩需求,在高动态大偏差多普勒频移的场景下,对载波频率搜索捕获的处理方法复杂、计算量较大、实时性较差等问题,本文提出了一种自适应多普勒频移的二相码信号处理方法,在单脉冲的脉内实时提取多普勒频移同相信号及正交信号的波形,并且生成4个片段信号,根据各信号之间固定的时序关系,去除多普勒频移对基带信号的调制,恢复原始基带信号,进而实现脉冲压缩及接收机解扩。MATLAB仿真验证了有效性和可行性。该方法实现简捷、计算量小、实时性好、硬件资源少,对现有相关信号处理领域有一定的指导意义。     

空频抗干扰对GNSS载波相位测量的影响

对于全球导航卫星系统(GNSS)的抗干扰,最有效的是采用自适应天线阵技术,但这种抗干扰处理会引入与信号入射方向相关的载波相位测量偏差,限制了其在高精确度测量领域的应用。为减小抗干扰处理的偏差,引入测量偏差及其分析方法,建立仿真模型,并搭建软件接收机进行实验。结果表明,在不增加额外约束的条件下,采用空频最小方差无畸变响应算法实现空频抗干扰处理器,不会引入载波相位测量偏差,非常适用于对抗干扰性能和测量精确度均有苛刻要求的场合。     

A software solution for chip rate processing in CDMA wirelessinfrastructure

Third-generation cellular infrastructure requires extremely high-performance signal processing in the baseband receiver. Currently, chip rate processing is implemented using FPGA and ASIC technology. The use of a digital signal processor is explored for UTRA FDD systems with the goal of reducing cost and increasing flexibility. By combining chip rate and symbol rate processing within a single platform and taking advantage of the natural capacity of the air interface, load balancing can be performed, which reduces the amount of processing power needed, thereby reducing the cost of the receiver     

长基线天线组阵及其在深空遥测中的应用

天线组阵技术可以提高接收深空探测器微弱信号的链路余量。文中针对具有较低码速率的遥测信号进行了长基线信号合成实验,结合遥测信号基带信号处理软件平台对实验结果进行分析。同时研究了全频谱合成、基带合成和符号流合成三种基本信号合成技术的信号处理和技术要求;并利用我国甚长基线干涉测量网(CVN)接收和处理嫦娥二号卫星的遥测信号,探讨了这三种天线组阵信号合成技术的性能。结果表明:如果消除1比特量化的影响,由符号信噪比估计得到的信号合成效率均可在90%以上。这充分验证了长基线天线组阵技术的可行性,也为将来更远距离的深空通信提供了一种有效的途径。     

A novel adaptive anti-interference algorithm based on negative diagonal loading for spoofing and jamming in Global Navigation Satellite System

Spoofing and jamming are two kinds of significant interferences in Global Navigation Satellite System (GNSS). When they coexist in GNSS propagation environment, interference suppression becomes more difficult. Conventional power inversion (PI) algorithm can reject jamming effectively, but has different influences on repeat spoofing when the different numbers of elements are used in an antenna array. Nevertheless, repeat spoofing still has the capability of deception after being processed by the PI algorithm. In the paper, different influences have been analyzed and a blind adaptive anti-interference algorithm is proposed based on negative diagonal loading technique. The proposed method can adaptively reject spoofing and jamming simultaneously without estimating the direction-of-arrivals (DOAs) of them, and ensure that authentic satellite signal can be acquired by the GNSS receiver without other treatment of repeat spoofing. Simulation results show the effectiveness of the new method.