基于波束形成天线抗干扰接收机的测试研究

卫星导航接收机接收到的卫星信号十分微弱,同时面临着复杂电磁环境的干扰,因而抗干扰问题成为研究的热点。目前有很多种抗干扰技术及算法仅局限于理论研究和数字仿真,无法在实际干扰环境下测试抗干扰接收机的抗干扰性能。本文在研究波束形成天线抗干扰算法的基础上,基于微波暗室环境下建立抗干扰接收机的半物理仿真环境,实现卫星信号多天线输出、复杂干扰环境的模拟,对四波束、八波束天线抗干扰接收机进行了仿真测试,结果表明波束形成天线抗干扰接收机在输入干信比相同的情况下,波束数目越多抗干扰接收机性能越好。     

多星座卫星导航对抗测试系统设计与实现

对卫星导航设备进行导航对抗性能测试,实现测试场景的可重复和可控性,需要在暗室内实现对外场测试环境的仿真,模拟卫星星座信号和各个来向的干扰信号。针对测试需求,设计了一种基于导航暗室的多星座卫星导航对抗测试系统,能够模拟多星座卫星导航信号和干扰信号的空域特征,仿真卫星信号及干扰信号的分布场景,在时间上能覆盖导航卫星星座的整个信号周期,在空间上可模拟接收信号的来波方向及静态、动态空间特性。     

卫星导航接收端抗干扰性能测试平台构建方法

针对空间电磁环境的日益复杂化,卫星导航接收端抗干扰性能成为北斗用户密切关注的问题,为了测试动态导航接收端的抗干扰性能,提出一种室内无线抗干扰性能测试系统构建方法。采用基于灰色关联分析的场景映射方法、基于脚本的仪表驱动技术,结合信源模拟设备、微波开关、微波暗室等构建半实物仿真平台。不断调节干扰信号发射端输出功率,改变接收端有效载噪（C/N0）,据此获得导航接收端失锁时的输入信干比（J/S）。仿真结果表明:通过干信比与有效载噪比的关系曲线,实现对接收端的抗干扰性能测试,为卫星导航接收端抗干扰性能测试提供测试平台。     

基于数字波束形成技术的北斗抗干扰终端研究

随着电子对抗环境日益复杂，卫星导航及通信领域的抗干扰技术已从传统的功率倒置自适应调零技术转为数字波束形成(Digital Beam Forming, DBF)技术。针对功率倒置算法不能提高卫星信号增益的问题，对数字波束形成技术进行了研究；针对空时多线性约束波束形成算法的硬件资源问题，对基于空频抗干扰算法的数字波束形成技术进行了研究。基于目前导航装备中常见的七阵元终端，将数字波束形成算法与功率倒置算法进行了仿真对比，开展了抗单干扰和五干扰仿真分析及满天星暗室实际测试。通过仿真分析及实际测试，同等干扰条件下，采用基于空频抗干扰算法的数字波束形成技术具有更高的输出信干噪比，以及更强的抗干扰能力。相关研究结果可以支撑北斗抗干扰终端的研发。     

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。     

面向低轨互联网星座的频率干扰仿真研究

低轨卫星互联网星座发展迅猛,使得空间频轨资源的受限情况越发严重,同频干扰分析问题值得重视。由于其具有规模大、动态性强、空间立体分布、波束体制灵活等特点,低轨卫星互联网星座系统之间的同频干扰场景与传统同频干扰场景有很大不同。文中针对低轨卫星互联网星座间干扰场景建立了统一的多波束分析模型。为评估实际卫星互联网系统的干扰影响,基于Matlab自动计算平台对Starlink星座和OneWeb星座间的下行通信频率干扰场景进行了仿真分析,结果表明低轨卫星互联网星座在大部分时间里会对其他同频星座造成严重干扰,引起通信质量的大幅下降。     

基于DOP值的暗室天线组合优选设计

基于卫星导航接收机抗干扰测试环境的建设在终端测试中有着至关重要的作用。通过分析建设抗干扰环境的需求,从系统总体和软硬件设计的角度介绍了一种基于导航信号定位精度因子(DOP)的暗室天线组合选择方案。在关键技术分析后给出了系统仿真方案与性能测试方法、结果分析和结论。该方法能够为微波暗室的多发射天线开孔改造以及空分抗干扰接收机测试环境的构建提供一种设计依据。     

宽带干扰背景下的多阵元卫星导航信号模拟

近年来全球导航卫星系统(GNSS)抗干扰技术逐渐成为研究热点,在抗干扰研究中,宽带干扰背景下的多阵元卫星导航信号模拟发挥着至关重要的作用。为了提高抗干扰研究效率,通过Matlab模拟的方法研究了卫星导航软件接收机入口数字中频信号的模拟问题。根据信干噪比进行功率控制,分别对卫星导航信号、干扰信号和噪声信号进行建模,计算阵列天线带来的延时,最后模拟了宽带干扰背景下阵列天线的卫星信号并设计了图形用户(GUI)界面。在模拟完成后,将信号输入到抗干扰算法的研究系统进行测试,解决了抗干扰研究中复杂的干扰信号源模拟问题,提高了抗干扰研究的工作效率,同时验证了本研究的实用性和正确性。     

阵列抗干扰高精度“北斗”接收机设计

为了解决在干扰环境下并行实现阵列天线抗干扰和高精度载波相位差分定位的问题,设计了一款阵列抗干扰高精度“北斗”接收机,重点突破了稳相数字波束形成技术、阵列天线校准技术、射频前端通道校准技术,有效解决了由于波束形成算法、天线阵面幅相差异以及射频通道幅相差异引起的载波相位中心跳变问题。通过外场试验验证,所研制的阵列抗干扰高精度“北斗”接收机可在干信比 80 dB 的条件下完成高精度载波相位差分相对定位,定位精度优于 2 cm。     

舰载导航接收机变换域抗干扰技术研究

随着卫星导航的迅速发展,卫星导航定位系统在海战中发挥着越来越重要的作用。由于接收到的卫星信号弱,所以非常容易受到干扰影响。以舰载导航接收机抗干扰为背景,介绍了变换域抗干扰技术的原理,阐述了变换域抗干扰的实现方法。     

无人机通信干扰电磁环境半实物仿真系统

针对战场环境下复杂传播环境及敌方干扰对无人机通信系统性能的影响,提出了综合信道衰落和干扰共同作用下的无人机通信信道理论模型。在此基础上,基于微波暗室设计实现了无人机通信干扰电磁环境半实物仿真系统。该系统利用硬件现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)实时模拟无人机通信信道和干扰信号,利用微波暗室模拟外场的无线传播环境,并通过天线位置和角度调节装置模拟发射机、干扰机和接收机之间的空间位置特性。实测结果表明,该半实物仿真系统能够真实复现无人机通信干扰电磁环境,可用于无人机数据链抗干扰性能的测试和评估。     

应用于卫星导航与对抗的穹形满天星暗室的仿真设计

针对当前信息化战争背景下卫星导航装备对无线测试环境的应用需求,结合现阶段国内外暗室发展现状,对矩形、穹形两种暗室进行选型分析,从静区特性、应用性能等方面进行系统仿真分析,最终采用穹形暗室作为暗室选型方案。通过满天星天线布局,模拟真实环境中的卫星轨迹和信号,构建与真实环境高度逼真的无线测试环境,能够有效支撑卫星导航装备尤其是波束成形抗干扰终端的测试,填补了国内在穹形满天星暗室方面的设计空白,可指导工程实践应用。     

暗室条件下强干扰信号多径效应对调零天线导航接收机测试影响分析

在有限暗室条件下对自适应调零天线导航接收机进行抗干扰试验时,强干扰测试信号的多径反射功率经吸收、衰减后仍远大于导航信号,其是否影响调零天线抗干扰性能评估是决定测试可信度重要因素.基于多径下天线阵信号接收模型,通过对接收信号协方差矩阵分析,量化分析了多径信号引入与特征值、特征向量之间的关系;然后基于最小功率的调零模型,仿...     

基于距离差分法消除天线测试多径干扰

在暗室中对天线进行测量时,来自暗室侧壁、后墙的多径干扰会影响测试精度。因此多径干扰成为影响天线测量精度的主要因素之一。为此,提出利用距离差分法消除天线测试时的多径干扰,达到去除多径干扰的目的。并通过数值仿真验证了该方法是行之有效的。     

一种可用于卫星导航抗干扰天线的降耦方法

针对基于功率倒置算法的空时自适应抗干扰技术中天线阵元间互耦误差严重恶化算法性能这一问题,分析比较了目前常见的应对解决方案,并提出一种新的可用于抗干扰卫星导航终端的天线阵列降耦方法。该方法通过在卫星导航抗干扰天线阵列中加载电磁谐振吸波器,降低天线阵元间互耦。实验数据表明,利用该方法可以使阵元间互耦降低10 dB,使抗干扰接收机最大抑制干信比提升5 dB。     

固态有源相控阵雷达射频系统一体化近场测试

本文介绍了一种固态有源相控阵雷达射频系统(含天线、馈线、发射、接收分系统)微波暗室的一体化测试方法,可以大大提高固态有源相控阵雷达测试的工作效率并且具有较高的精度与可信度。     

一种高效的高精度相控阵雷达工程测角方法

相控阵雷达波束宽度随着扫描角的增加而展宽,导致和差波束法测角精度降低,同时,为了解决雷达数据处理芯片存储空间小的限制,本文提出了一种高效的高精度相控阵雷达工程测角方法。该方法以频率值、S曲线系数等信息为输入,进行相应修正处理,查询参数表,求出波束内偏角量,结合波束中心指向,输出天线坐标系下的角度信息;再根据天线罩修正参数表,通过二维线性插值,计算由于天线罩折射引起的角度误差,输出最终修正后天线坐标系下的角度信息。通过仿真分析及暗室测试数据处理验证了工程测角方法的有效性。