自适应阵列智能天线抗干扰性能研究

分析了自适应阵列智能天线的基本原理,给出了基于复数LMS算法的自适应阵列智能天线波束形成方法,同时对该智能天线抗干扰性能进行了Matlab仿真,理论分析和仿真结果表明:自适应阵列智能天线阵能够实时地调整天线方向,使天线的主波束对准期望信号方向,零陷对准干扰方向从而抑制干扰信号,在干扰和低信噪比环境下,接收端使用智能天线可以大大降低误码率,该智能天线具有较强的抗干扰性能。     

一种宽带恒定束宽自适应波束形成算法

在宽带恒定束宽波束形成中,强干扰信号是导致波束性能下降的一个重要原因.为了抑制强干扰信号特别是快速运动中的强干扰信号,提出了一种宽带恒定束宽自适应波束形成算法.首先采用一种具有零陷控制特性的自适应波束形成技术形成参考波束图,然后利用二阶锥规划的方法计算出其它子带上与参考波束图既有相同主瓣响应又有相同零陷响应的自适应权向量,同时通过对白噪声增益的限制来保证算法的稳健性.不仅具有恒定束宽波束的特性,而且具有自适应波束零陷控制的特性,从而保证对强干扰信号有较强的抑制能力.仿真结果验证了该算法的有效性.     

非理想信道状态信息下权值可调干扰对齐算法

针对多输入多输出（MIMO）系统获取信道信息过程中存在估计误差、反馈延迟等问题,为了提高低信噪比（SNR）时的系统性能,提出了一种基于权值可调的稳健干扰对齐算法。首先,在理想信道的基础上考虑信道误差的影响重新构建系统模型;然后,采用矩阵投影技术对接收端的信号空间进行分解,分成期望信号子空间与干扰信号子空间两部分;其次,考虑期望信号和干扰信号之间的相互影响,把两者泄漏到相应的子空间的功率加权和作为目标函数运用迭代思想计算出预编码和干扰抑制矩阵;最后,利用计算出的预编码和干扰抑制矩阵推导出存在信道误差的和速率表达式。仿真结果表明与稳健最小干扰泄漏算法相比,在信噪比为10 dB、信道误差方差取值0.05时,系统的频谱效率提升了25%,能量效率提升了38%,因此所提算法在低信噪比时可以有效地提升系统性能。     

基于加权子空间投影的谱估计器分辨力研究

针对常规子空间类算法在低信噪比、小快拍数情况下分辨力差的问题,分别对信号和噪声子空间提出加权投影算法来加以改善。对于信号子空间,采用主特征值与噪声功率之差的倒数对其特征向量加权;对于噪声子空间,将导向矢量在噪声子空间正交基各元素上的投影值作为权值,对正交基各元素加权。仿真实验表明,这两种算法能有效降低信源分辨的信噪比和快拍数门限,在低信噪比与小快拍条件下具有较好的分辨力和测量精度。     

半球面共形阵列波束综合技术研究

针对天线的抗干扰提高信噪比问题,球面阵列天线的增益在不同方向灵活可变的优点,但球面阵列天线是非线性的,没有解析解,传统的线性波束综合方法很难解决球面阵列天线复杂多约束的增益问题。为解决上述问题,使用了零陷技术。现有的方法着重干扰方向已知情况下的零陷形成技术,而对干扰方向未知多变的情况研究很少,采用改进的遗传算法用于复杂的宽角零陷形成,可以解决干扰方向未知情况下的零陷形成难题。     

航空通信网络中复杂干扰过滤技术研究

航空通信环境中存在复杂的干扰信号,对正常的通信信号造成强烈的干扰;利用传统算法进行干扰信号过滤,无法避免由于干扰信号过于复杂导致过滤不充分的缺陷;提出一种基于加权残差优化算法的航空通信网络中复杂干扰过滤方法;对原始信号进行降频处理,能够消除峰值干扰信号,提高了信号的准确性;根据加权残差修正优化算法的相关原理,对通信信号进行残差优化处理,经过处理后的通信信号在受到干扰时会形成零陷,实现了对复杂干扰信号的过滤;实验结果表明,利用该算法进行航空通信网络中复杂干扰信号过滤,能够有效提高过滤的准确性,效果令人满意.     

GPS定位系统自适应抗干扰算法研究

研究定位系统GPS抗干扰问题,针对定位信号传输过程受到干扰影响,无法完成导航功能.传统的CAB(ConstrainedAdaptive-Beamforming)算法在弱信号强干扰的条件下抑制干扰能力差,且对运动干扰的稳健性较差.为解决上述问题,提出利用正交加权约束对C-CAB算法进行修正,使在强干扰的情况下形成深零陷,提高输出信号的信干比,并引入干扰位置变化统计模型对算法进行改进,在GPS系统干扰快速移动的情况下依然有效,提高了算法的稳健性.仿真验证表明改进的算法能够在期望信号方向产生较岛增益,在干扰方向形成了较深且宽的零陷,使寻航在移动环境下抗干扰能力明显,为定位系统优化提供了参考.     

空域自适应抗干扰在数据链通信中的应用

针对战场复杂电磁环境下数据链系统容易受到干扰导致通信互联互通能力下降的问题,提出了一种将智能天线阵空域陷波技术和数据链相对定位技术综合应用的抗干扰方法,来辅助提升系统的通信抗干扰能力。该方法通过数据链相对定位获取期望信号的来波方向,并对多天线阵列进行辐射方向图自主重构,实现在通信信号方向保持增益恒定且在干扰信号方向形成零陷的目标,达到干扰信号抑制的目的。在实验室环境下基于软件无线电平台对所提方法进行了仿真验证,实验结果表明,该方法可以提升40 dB以上的系统干扰抑制能力。该方法将数据链抗干扰手段从传统的时/频域拓展到空域,可以应用于相关系统抗干扰。     

期望信号大动态下的稳健波束合成算法

基于期望信号波达方向信息的自适应波束合成算法对角度误差非常敏感,特别是在期望信号功率较大情况下,产生“自零陷”而导致算法失效。基于恒模特性的盲自适应波束合成在干扰信号功率大于期望信号功率时,算法也会把期望信号抑制以捕获干扰信号。在期望信号波达方向信息已知情况下,采用最小二乘恒模自适应波束合成算法,可以克服上述问题,使得期望信号在大动态时也能正常实现对干扰信号的抑制。本文阐述了算法实现步骤,并通过线阵模型进行仿真验证,证明算法的正确性。     

基于改进最速下降LCMV算法的稳健波束形成

基于线性约束最小方差准则(LCMV)的自适应波束形成技术,在理想条件下能够在期望信号方向保证增益最大,同时在干扰方向形成零陷.但在实际阵列系统中,指向误差、阵元位置误差以及阵元相位误差均使得传统的LCMV准则算法出现性能下降.针对最优权矢量解算问题,提出了基于牛顿法及可变加载约束的改进SD-LCMV算法,并将两者与线性约束LMS算法及递归稳健LCMV算法进行仿真对比,结果验证了改进算法对误差的稳健性.