卫星导航自适应调零天线抗干扰算法研究

为了提高卫星导航接收机抗干扰能力,深入研究了应用于卫导自适应调零天线的多线性约束自适应调零算法。对现有功率倒置自适应算法进行改进,将阵列协方差矩阵分为干扰子空间和噪声子空间,通过对子空间的处理提高输出信干比,在不是很强的干扰信号方向上也形成较深"零陷"。此外,为了降低计算的难度,避免自相关矩阵求逆,采用了陡降算法。通过仿真分析,结果表明:所研究的自适应滤波算法能够提供较高的输出信干比,在干扰信号方向产生较深的"零陷",具有较好的干扰抑制能力。     

卫星导航欺骗干扰检测与抑制技术综述

全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)欺骗式干扰具有隐蔽性强、危害性大的特点,对GNSS造成了严重的安全威胁。介绍了生成式和转发式欺骗干扰的原理和关键技术,总结了现有的欺骗式干扰检测方法和抑制方法,并从成本、性能、复杂度、研究重点等方面对现有技术进行了详细分析。以性能和成本为指标,对比分析了现有干扰攻击、检测和抑制方法。最后,对未来欺骗式干扰防御研究值得关注的问题进行了展望,以期为后续研究提供思路。     

功率监测与SQM融合的GNSS欺骗干扰检测

欺骗干扰严重危害全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）的安全运行,导致位置、速度和时间信息出现错误。信号质量监测（Signal Quality Monitoring,SQM）方法实施过程简单,检测性能好,受到国内外学者广泛关注。Ratio检测量是SQM的一种经典检测量,其通过检测相关峰异常升高或平缓实现欺骗检测,被普遍应用。所提的功率监测与SQM融合（Power Combined with SQM,PCS）的欺骗检测算法在Ratio检测量的基础上改进,通过对早码、即时码和晚码的相关输出作和差运算,实现跟踪环相关输出信号功率与质量的同时监测,且可消除载波相位误差影响。利用美国得州大学的得州欺骗测试电池（Texas Spoofing Test Battery,TEXBAT）中级欺骗干扰数据集第四条功率匹配干扰数据进行实验分析,实验结果表明,与Ratio检测量和绝对功率监测相比,PCS检测量融合两者优势,检测性能更优;且PCS检测量的输出结果能够更好地体现欺骗干扰引起的信号功率变化,进而反映了干扰实施过程,并实现了更早发现欺骗干扰。     

基于PI算法的GPS调零天线技术研究

首先提出GPS信号易受干扰的问题,然后分析了应用于GPS自适应调零天线的功率倒置自适应（PO算法原理,得出该算法的优缺点并进行了详细解释,最后利用实物试验验证了该算法的各个特性,理论分析与实测结果基本一致。     

通道不一致性对自适应调零天线的影响分析

为了提高自适应调零天线的抗干扰性能,分析了通道不一致性对自适应抗干扰LMS(最小均方)算法稳定性、收敛时间等方面的影响.同时仿真和分析了系统中造成通道不一致性的因素,仿真结果证明幅、相差异会严重恶化系统的性能.最后,给出了工程应用中的相应解决措施和设计指导原则.     

一种基于阵列天线的卫星导航欺骗干扰检测与抑制方法

提出了一种基于阵列天线的卫星导航欺骗干扰检测与抑制方法。利用真实卫星导航信号从上半球空间多个方向入射到阵列天线而欺骗干扰信号则是从同一方向入射到阵列天线的差异性进行干扰检测判决。首先,对阵列天线每个阵元单元通道接收信号进行多颗卫星并行解扩从处理;其次,利用解扩后的阵列数据对每颗卫星进行方位估计;再次,根据估计卫星来向数据的一致性进行干扰检测判决;最后,在判决存在欺骗干扰时利用欺骗干扰的方向信息重构协方差矩阵,采用自适应调零算法对欺骗干扰进行抑制。通过计算机仿真试验对所提方法的正确性和有效性进行了验证。     

卫星导航授时信号的抗干扰和欺骗检测技术综述

随着全球卫星导航系统在经济、军事、国防、民生等领域的广泛发展,提高卫星导航系统的可靠性、安全性和鲁棒性成为当今研究的热点。本文介绍了卫星干扰信号的类型以及相对应的抗干扰和欺骗检测技术,在此基础上分析比较了各个技术的优缺点、实现难度和抗干扰效果,最后对未来研究的重点和方向进行了展望。     

基于调零天线的无人机抗导航干扰方法

针对无人机在卫星导航拒止环境下利用真实卫星信号导航定位的需求,提出一种基于调零天线的无人机抗导航干扰方法。首先,分析卫星导航压制和欺骗干扰的特点;其次,建立抗干扰模型,抗压制干扰的方法是使用调零天线零陷信号功率,抗欺骗干扰的方法是通过无人机特定的运动,计算位移得到的多普勒和载波跟踪环得到的多普勒之差,并与无人机运动变化进行对比,选定门限判定每颗卫星信号是否为欺骗干扰信号,标记并去除欺骗干扰信号;最后,在欺骗干扰信号和真实信号同时存在的情况下,利用基于Matlab的GPS软件接收机,半物理仿真验证欺骗干扰和抗欺骗干扰的效果,该方法达到了在压制干扰和欺骗干扰环境中利用真实卫星信号定位的目的,可应用于民用和军用卫星导航压制和欺骗干扰中。     

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。     

三相电源过零信号检测及相序自适应的研究与实现

为了实现对电机的同步控制,提出了一种获取三相交流电的电压过零信号和电源相序自适应方法.该方法以P87C591单片机为核心,利用6N137光耦和P87C591单片机的捕获功能实现对电压过零点的检测;由软件实现时电源相序的判断和相序的自适应.这里对其硬件和软件给予了详细分析.实际应用表明,该方案经济、稳定、可靠.     

有向天线圆阵对椭圆极化信号的测向方法

针对有向天线阵列对椭圆极化信号的测向问题,对椭圆极化信号的瞬时极化矢量做了空间分解,建立了有向天线阵列对信号的接收模型,提出了基于增益比估计的MUSIC算法:筛选接收数据,得到一组含有相近的极化信息的数据;通过参数估计提取出该组数据中所包含的各阵元的增益比信息;应用MUSIC算法测向。就该算法进行了计算机仿真,验证了算法的可行性,并分析了仿真结果,指出了算法的优点与不足。     

基于小孔径天线阵列的单信道测向技术

介绍了基于单信道瓦特森-瓦特测向技术的小口径测向天线设计原理和运用相关匹配提取示向角度值的方法。通过仿真研究了随天线半径波长比、相位不平衡度以及引入噪声变化的示向角误差分布规律。设计了工作频率为30 MHz~600 MHz的五阵元宽带测向天线,经过外场测试验证,在较低信噪比的条件下,基于相关匹配法得到的各测试频点测向精度整体优于传统的反正切三角函数计算法,且均方根误差小于5°时的天线测向带宽从1倍频程扩展到3倍频程。     

基于奥米亚棕蝇的测向天线阵列研究

目前的测向技术主要是采用天线阵列来接收信号,通过对接收到的信号进行后处理从而对目标实现测向。为了保证测向精度,天线阵元间需保持较大的间距,使得测向系统尺寸较大、集成度较低。奥米亚棕蝇(Ormia ochracea)听觉系统尺寸微小,能通过其双耳的耦合构造对微小的差异进行有效的放大进而实现寄主声源定位。将奥米亚棕蝇听觉系统的耦合结构引入到常规的测向天线阵,以便在天线间距很小时,放大天线接收信号的相位差,实现高精度的测向。设计适合的耦合网络,设置合理的参数,对不同频率、不同角度的入射波进行仿真,仿真结果表明,这种基于外部耦合网络的天线阵列在天线间距较小时能实现接收信号相位差的放大,验证了耦合网络的有效性。与传统的测向阵列相比,该测向结构具有微型化和集成化的特点。     

一种基于高速开关阵列的测向算法

利用高速开关在天线阵列之间进行快速切换,会产生与信号方向相关的频率信号,通过对该信号频率的测量可以实现对信号的精确测向.针对该现象,提出了一种基于高速开关阵列的信号测向方法,该方法将不同扫阵列周期的信号联合处理,然后对信号进行精确测频,最后通过频率测量实现对目标波达方向(DOA)的精确测量.基于实测数据的结果验证了该算法的有效性.     

基于偶数阶累积量的非圆信号测向方法

提出了基于2q阶累积量的非圆信号测向MUSIC(Multiple Signal Classification)算法(称为NC-2q-MUSIC),作为2q-MUSIC算法利用非圆信息的一种扩展,在可测向信号数、分辨力和测角精度等方面的性能均优于2q-MUSIC算法.并且,q越大,NC-2q-MUSIC算法的可测向信号数越大,分辨力越高,对模型误差也越不敏感.针对均布线阵(ULA:Uniform Linear Array)提出的NC-2q-MUSIC/ULA算法减小了计算量.仿真实验验证了NC-2q-MUSIC算法的优良性能.     

基于短时傅里叶变换测向技术

针对传统测向算法对短时信号测向性能差的问题,提出了一种基于短时傅里叶变换(Short-time Fourier Transform,STFT)的频域处理与信号功率门限的自动判决相结合的测向技术,在除去干扰信号的同时提取目标信号的有效信息,然后利用测向算法进行测向。给出了该算法的具体实现过程,并对算法进行了仿真分析,验证其可行性,同时给出了仿真结果并指出了算法的优点与不足。     

基于贝叶斯高分辨方法的相干源方位估计研究

本文研究了利用贝叶斯高分辨方法解决相干源的问题,分别对均匀线列阵和圆形阵中的相干源问题进行了计算机仿真,并将贝叶斯方法和其它方法进行比较。仿真结果表明贝叶斯方法在解决相干源问题上有明显的优势。     

基于方向图匹配重构的波束扫描测角方法

利用单个旋转天线实现波束扫描高精度测角具有十分重要的意义。为了以低计算复杂度实现高精度角度估计,该文提出一种基于模式分量分离的闭式估计方法。首先将天线方向图表示为指数和形式,将角度估计问题转化为包含角度信息的模式分量估计问题,从而实现单模角度估计。结合模式分量的理论估计误差,推导得到多模联合估计式和理论估计精度。针对非理想观测条件下,模式分量求解出现的数值不稳定问题,提出对方向图进行匹配重构的方法,首先通过对观测序列和方向图抽样点进行互相关计算,估计得到粗略角度,确定方向图重构的角度范围,再通过匹配重构避免观测角度矩阵的病态问题。理论和仿真结果表明,所提的基于模式分量分离的多模测角方法具有估计精度高、计算简单的优点,提出的匹配重构方法提高了估计算法的适应性。     

利用双天线干涉检测针对SAR的欺骗干扰

该文根据欺骗干扰原理,将动目标检测技术引入到对欺骗干扰目标的检测中,提出了沿航迹双天线干涉对消检测欺骗干扰的方法。并在空域对消技术的基础上,进一步提出了跨航迹双天线干涉对消检测欺骗干扰的方法。文中分别对这两种检测方法中的空域对消技术做了详细的分析,对检测方法的适用性进行了讨论。最后利用点目标进行了仿真实验,结果表明这两种方法都能对欺骗干扰目标进行有效的检测与识别。