文档介绍：西安电子科技大学
博士学位论文
卫星导航抗干扰接收系统技术研究
姓名:王新怀
申请学位级别:博士
专业:无线电物理
指导教师:史小卫
20100401
摘要 I
摘要
随着现代科技的飞速发展,卫星导航作为一种全新的星基无线电导航方式,
在军事领域应用越来越广泛,然而卫星导航系统信号弱、易受干扰的问题也越来
越突出,因此迫切需要研究具有抗干扰能力的卫星导航接收系统。
本文系统地总结了国内外卫星导航抗干扰技术的研究现状,分析和讨论了不
同实现方式的优缺点。
针对卫星导航信号特点,本文将最小均方算法(LMS)和递归最小二乘算法
(RLS)分别应用于卫星导航抗干扰接收系统中,仿真并分析了不同采样数和不同
干噪比时 LMS 和 RLS 算法对干扰产生零陷的影响。利用蒙特卡罗实验分别分析了
存在阵列互耦、通道幅度和相位不一致情况下的干扰抑制性能。同时对两种算法
复杂度、收敛性和抗干扰性能进行了分析与比较,为卫星导航抗干扰系统设计提
供了理论依据和设计参考。
本文在总结 GPS 信号结构和频率特性的基础上,分析了干扰对 GPS 接收系统
的影响;提出了一种基于软件无线电技术的 GPS 抗干扰接收系统,并分析了系统
所需的灵敏度、噪声系数、动态范围,仿真了射频模块的频率选择性、增益预算、
噪声系数预算,选择了适合本系统的射频系统结构;分析了信号处理模块中 A/D
转换位数、采样频率与系统性能的关系,仿真并分析了信号处理模块中量化位数
对系统抗干扰性能的影响,分析了系统电磁兼容中的干扰源和敏感源。
在理论分析与仿真的基础上,本文设计了小型化的微带 GPS 天线阵;设计了
射频模块,其中包括低噪声放大器、混频器、中频放大器和自动增益放大器、频
率综合器;设计了高性能的信号处理模块,并对其进行了两代小型化和低功耗改
进设计;实现了抗干扰算法的硬件程序;最后设计实现了电磁兼容的 GPS 抗干扰
接收系统,并对系统的进行了测试。
针对多模式卫星导航的发展趋势,本文总结并分析了各种模式的卫星导航系
统信号特点和频率特性,提出了两种多模抗干扰接收系统的结构,设计了
GPS/GLONASS 抗干扰信号处理子模块和可用于多模式卫星导航抗干扰接收系统
的多路输出 DDS 频率源。
对多模式卫星导航抗干扰系统中关键器件之一的双频/多频功分器进行了研究
与设计。针对双频功分器,提出了小型化双频双路微带平面功分器结构、小型化
的双频三路微带平面功分器结构、基于双模谐振器的双频双路微带平面功分器结
构,采用奇偶模分析了设计的结构,推导得到了参数设计方程,为验证设计有效
性,仿真并实测了多款双频功分器;针对多频功分器,提出了一种耦合式三频双
II 卫星导航抗干扰接收系统技术研究
路微带平面功分器结构、三频三路微带平面功分器结构,给出了参数设计方程,
加工了实物,仿真与实测结果吻合较好,所设计的功分器达到了较好的性能。
关键词: 卫星导航抗干扰系统设计自适应波束形成功分器
Abstract III
Abstract
Along with the rapid development of modern technology, satellite navigation, as a
new satellite-based radio navigation method, is widely used in military field. However,
problems of weak signals and vulnerable to interference of satellite navigation systems
are ing more and more serious, thus it is needed to study the satellite navigation
receiving system with anti-jamming ability.
This paper systematically summarizes the present situation of research on the
anti-jamming technology for satellite navigation domestic and overseas, analyzes and
discusses the advantages and disadvantages of different implementations.
In allusion to characteristics of th