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。     

基于数字变频处理的GPS/BDS双模捕获

全球定位系统(Global Positioning System,GPS)与“北斗”定位导航系统(Beidou Navigation Satellite System,BDS)的双模导航能够提高定位稳定性与精确性,但通常在前端硬件设计中需要建立双通道对GPS和BDS射频信号分别进行处理,极大地增加了硬件设计复杂度以及功率的消耗。针对双通道硬件设计的复杂性问题,提出了在Matlab环境下对GPS/BDS双频信号进行数字变频处理的方法。该方法将硬件中的变频功能在软件中实现,从而降低了硬件设计的复杂度且保证了算法与不同全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)以及前端硬件的兼容性。实验结果表明,在不同的单通道硬件设计下,利用该方法能够成功在软件中消除与L1或B1的频偏得到捕获信号,并捕获到GPS/BDS可见卫星信息。     

面向卫星导航信号的外辐射源雷达软件化模拟器设计

面向全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)信号的外辐射源雷达,是一种利用环境中GNSS信号作为非合作照射源进行探测的雷达。为满足基于GNSS信号的外辐射源雷达系统仿真和信号处理算法设计评估的需要,通过对该雷达系统组成与工作原理的分析,完成了面向GNSS信号的外辐射源雷达软件化信号模拟器的设计与实现。给定仿真场景下软件化模拟器输出信号处理和分析的结果验证了该模拟器可根据输入参数与模型正确完成信号仿真。     

基于小波奇异值与SVM的GNSS欺骗干扰识别技术

随着无人机管制技术的迅速发展,全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)欺骗干扰信号日益增多,严重威胁卫星导航安全.对GNSS欺骗干扰信号识别技术进行了研究,提出了基于小波奇异值与支持向量机(Support Vector Machine,SVM)的GNSS欺骗干扰...     

CEVA与GSN合作提供基于软件的低功耗GNSS解决方案

CEVA公司和多系统全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)接收器技术开发厂商Galileo Satellite Navigation,Ltd.(GSN)宣布合作,提供用于CEVA-XC and CEVA-TeakLite-III DSP平台的基于软件的GNSS解决方案。这些解决方案现在可供演示在实际带有集成RF的硅芯片上     

基于多天线的GNSS压制式干扰与欺骗式干扰联合抑制方法

压制式干扰和欺骗式干扰是全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)面临的最常见且最有威胁的蓄意干扰。该文提出了一种基于多天线的GNSS压制式干扰与欺骗式干扰联合抑制方法。首先利用子空间技术抑制压制式干扰,然后利用解扩重扩算法获得的加权矢量进行欺骗式干扰识别和抑制,最后对无干扰信号再次使用解扩重扩技术形成指向真实卫星的高增益多波束。仿真结果证明所提方法可以同时抑制压制式干扰和欺骗式干扰。该方法不需要卫星来向信息,对阵列流形误差稳健。     

多星座卫星导航接收机跟踪通道结构改进

可用卫星数量的大幅增加使得传统的并行通道结构很难满足多星座卫星导航接收机的设计需求。为了减少电路规模和功耗,提出了一种通用的相关器跟踪结构,其可以跟踪GPS(Global Positioning System)/BDS(BeiDou Navigation Satellite System)/GLONASS(Global Navigation Satellite System)3种卫星信号。该电路通过预先存储中频数据、提高相关器工作频率的方法,充分利用了每个通道的效能。这种时分复用的电路改进方法可以实现大量等效并行通道。65 nm工艺下的实验结果表明,该结构在电路资源和功耗方面优于传统结构。FPGA(Field Programmable Gate Array)的验证结果进一步证明了该电路结构的有效性和正确性。     

软件GNSS中频信号模拟器

由于具有结构灵活、开放性强以及成本低的优势,软件GNSS(Global Navigation Satellite System)信号模拟器可成为GNSS接收机设计验证的高效平台。面向GPS/Galileo组合系统,阐述了软件GNSS中频信号模拟器的架构与实现,主要功能模块包括卫星星座仿真、接收机轨迹生成、传播通道特性仿真(包括电离层模型、对流层模型、多径模型、干扰模型)、数字中频信号生成。最后,对这一信号模拟器所产生的GNSS信号(包括GPS L1 C/A,GalileoE1 CBOC)进行了验证。     

基于GNSS的无源雷达海面目标检测技术综述

与常规雷达相比,无源雷达由于不需要特定的发射站,具有成本低、抗干扰能力强等优势。用于构成无源雷达的机会照射源种类多种多样,其中,全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)由于其全球覆盖的特性,且具有较大的信号带宽,将其作为机会照射源构成无源雷达在海面目标检测方面有着显著的优势。本文首先建立了GNSS照射下的海面目标回波模型,并分析了基于GNSS的无源雷达海面目标检测的难点;接着介绍了现有基于GNSS的无源雷达海面目标检测方法,并分析了各个方法的优缺点;最后,对基于GNSS的无源雷达海面目标检测的研究前景和发展趋势进行了展望。     

GNSS/SINS紧耦合选星算法研究

通过分析全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)和捷联惯性导航系统(Strap-down Inertial Navigation System,SINS)紧耦合导航系统中最小GDOP法的现有问题,提出一种改进的GNSS/SINS紧耦合选星算法。该算法的主要步骤包括:首先将可见卫星进行伪距异常值检测,并剔除异常值卫星;然后根据卫星的分布特点,利用卫星仰角信息选取最大的一颗作为天顶星,最后将剩余可见卫星随机组合选取三颗卫星和天顶星组成四颗星,得到最终的选星方案。经过与最小GDOP法仿真对比,该算法计算量明显减小,且在保证定位精度的前提下,减少了计算的卫星数目,降低了运算量,具有较好的选星效果。     

GNSS接收机长码快速直捕技术研究与实现

针对全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)接收机中的长码快速直捕算法,对基于快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)的循环相关算法和多段匹配滤波器+FFT算法的原理和架构进行了详细分析,同时将阵列天线技术应用于GNSS接收机上,提高了低信噪比下的长码直捕性能。在同一个硬件平台上,2种算法都得到了很好的工程实现,并对试验数据进行了分析和比较。结果表明2种算法各有优缺点,在较低的信噪比和高动态的环境下均能快速有效地完成长码的直接捕获,对GNSS接收机的快速定位和导航具有一定的现实意义。     

基于VHF频段的弯折面顶加载天线设计

为了提高机载单极子天线的终端匹配性能,实现天线的小型化,设计了一种VHF频段顶加载与弯折面式的机载刀型天线。采用顶载技术与弯折线理论构建天线结构模型,并且运用遗传算法和数值优化等方法对天线电性能进行分析。仿真分析与实物测试结果表明,在105~265 MHz频段范围内满足S11≤10 dB,达到相对带宽86.5%,为工程设计提供了良好的理论依据。     

柱状机体/星体与天线间的电磁兼容性

针对常规飞机、卫星等的几何形状,用时域有限差分法(FDTD)分析了圆柱形良导体外形(用以模拟飞机卫星等的机体)对机载/星载天线(文中采用了线天线)辐射特性的影响.通过改变柱形的直径和长度,对天线辐射方向图的变化进行了大量的研究,并得出了一些规律性的结果.该结果对于预测机体和星体与天线的电磁兼容及系统电磁兼容性设计具有参考意义.     

并行FDTD-UTD方法分析机载相控阵天线

利用时域有限差分法(FDTD)-UTD(一致性几何绕射理论)混和算法分析机载相控阵天线的辐射方向图.将复矢量场作为FDTD方法和UTD方法的接口,提出FDTD-UTD混和算法解决机载相控阵天线辐射问题.首先利用并行FDTD方法通过全波分析得到精确的相控阵的辐射复矢量场,然后将此结果作为源代入UTD算法来预测相控阵受机体的影响.结果表明该方法可以有效地解决机裁相控阵辐射分析问题.     

一种机载短波天线的设计

本文对常见机载短波天线进行了归纳分析,并提出了一种机载短波天线的实现方法,分析了其工作原理,给出了设计参数和实测结果。采用基于有限元法的仿真软件AnsoftHFSS对天线进行建模、仿真优化,最后确定了天线的尺寸。并给出了天线的远场辐射方向图,结果表明天线具有良好的电性能特性。     

机载共形的双环微带缝隙全向天线

机载全向天线不但要满足水平面全向的指标要求,而且要与机体表面共形设计,常规的单极子天线和微带天线均无法满足要求。提出一种双环微带缝隙天线,可以实现机载共形的全向天线。分析了系统对机载天线的要求、双环微带缝隙天线的展宽带宽的方法,并给出了该天线的设计参数和实测结果,实测结果与仿真结果一致,验证了设计方法的正确性。     

机载隐蔽式短波天线设计

机载天线是飞机导航、通信等系统的重要组件;实现远距离通信主要依靠机载短波天线。新型复合材料的使用以及飞机尺寸的增大,是国际飞机发展的潮流。针对这一问题,该文利用电小天线及传输线相关理论设计一种新型大型飞机机载隐蔽式短波天线,设计过程中使用电磁仿真软件Ansoft HFSS建模计算天线输入阻抗及方向图并优化天线尺寸;在此基础上,制作缩比模型并在微波暗室中对其进行实测,所得数据与仿真结果相符。除此之外,对天线的阻抗匹配及效率进行分析并给出计算结果。计算及测试结果表明,此天线可与天线调谐系统(例如KHF950)良好调谐,方向图为水平全向,符合应用要求,可用于整个机身或仅垂尾为复合材料的大型飞机。     

电离层闪烁对GNSS信号影响的相位屏仿真方法

建立了利用相位屏模型实现的全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)闪烁仿真方法.仿真包括随机相位屏的产生和抛物波方程求解.相位屏产生中,通过将零均值的Gauss白噪声通过特定滤波器(根据闪烁功率谱密度函数设计)的方法产生二维随机相位分布;抛物波方程求解中,通过分步法求解抛物波方程获得接收机处的卫星信号复振幅.上述过程考虑了信号倾斜传播路径、不均匀体特征参量等因素, 这些因素可由实测数据估计获得.利用中国低纬地区典型闪烁事件期间的GNSS观测数据提取闪烁相关参量, 并用于闪烁仿真.从信号强度时间序列、幅度相位统计特性、谱特征等多个方面, 对仿真和实测结果进行比较.结果表明, 建立的GNSS信号闪烁仿真方法可以有效复现电离层闪烁影响下的GNSS信号, 仿真信号符合理论变化规律, 且与实测数据结果具有一致性.由此表明了建立的GNSS信号闪烁仿真方法的有效性.     

有限元法与UTD结合计算机载天线方向图

为了计算机载天线的方向图,近区矢量场可以作为有限元法(FEM)与UTD(一致性几何绕射理论)的结合点,将二者结合以解决类似的工程问题.首先利用基于有限元法的软件HFSS计算相控阵天线的近区矢量场,然后将此结果作为UTD方法的源进一步计算以预测该相控阵天线的受扰特性.结果表明这种方法可有效用于分析机载相控阵天线的辐射特性.     

一种新型小型化宽带无人机机载智能天线研究

随着无人机系统的发展,无人机无线链路需要具有智能波束跟踪能力的小型化宽带高增益定向波束实现无线连接与组网。以电抗加载理论为基础,研究一款机载电控无源阵列天线(ESPAR),为了实现宽带效果,中心部位馈电的主振子以单锥天线作为激励,以寄生单元高度、单元间间距和加载电抗参量为优化参量,经过参数扫描、筛选和优化,给出了仿真结果,并进行了样机制作,给出了测试结果,实现了机载智能天线的小型化与宽带化。