GNSS抗干扰天线的研究与实现

【摘要】：GNSS可以为全球各地的人们提供精确的导航信息。卫星发送的GNSS信号功率低于噪声基底，通常SNR在-20dB~-30dB之间，这就使GNSS信号很容易成为敌方的干扰目标，从而使定位、测距等信息受到严重干扰，进而影响地面上各种接收机的正常工作。为了保证接收机能够提供可靠信息，天线阵列需要抑制干扰信号保留有用信号，本文就是针对GNSS抗干扰天线的研究与实现，相当于天线中嵌入的一个抗干扰模块部分，其中算法的研究是重点。 抗干扰算法有很多种，文中主要以空域抗干扰算法和空时域抗干扰算法作为研究目标，由于空域抗干扰算法实现起来较为简单，能够很好地抑制窄带干扰；同时，空时域抗干扰算法在此基础上对宽带干扰也有很好的抑制效果。因此我们从空域及空时域这两个方面考虑选择功率倒置算法、单星单约束算法和单星多约束算法三种算法进行研究。 本文以Matlab软件为仿真平台，在认真分析研究了卫星导航系统及其信号结构的基础上，创新性地设置了与实际环境相接近的仿真环境，如：有用信号、加性高斯噪声信号、窄带和宽带干扰信号及天线阵列参数等。对功率倒置算法、单星单约束算法和单星多约束算法分别在多种干扰环境下对其进行仿真，从输出信干比和输出误码率两个角度比较三种算法的抗干扰性能，得出在强干扰存在情况下，功率倒置算法抗干扰性能最差，而单星单约束算法和单星多约束算法相比，多约束算法的非线性使得有用信号更容易失真，因此单星单约束算法更具优势。最后，对抗干扰处理单元进行了规划。