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智能天线波束形成抗干扰与低截获技术研究

周淼  
【摘要】:基于数字阵列的智能天线相关技术作为近年来备受关注的无线收发系统的关键技术,在解决无线信道开放性带来的抗干扰和低截获问题方面提供了许多有效的解决思路。针对智能天线接收系统空域抗干扰问题,本文首先提出了一种基于加权子空间的自适应数字波束形成旁瓣控制算法,算法利用子空间投影约束精确控制方向图峰值旁瓣电平,通过子空间加权,该方法还能实现复杂的旁瓣区电平分布的控制,数值仿真结果表明所提算法在方向图控制性能和计算复杂度方面优于现有算法;接着,本文将子空间的思想拓展到宽角度覆盖自适应波束形成上,提出了一种任意形状主瓣保形下的旁瓣控制自适应算法;最后,在19阵元三角栅格接收智能天线系统上,验证了该算法的主瓣保形性能,旁瓣控制性能和自适应抗干扰等性能。针对智能天线发射系统空域和时域低截获问题,开展两种物理层方向调制技术的研究。首先,在基于遗传算法的相控阵方向调制技术方面,利用遗传算法综合出所需的阵元相移值,保证正确的星座符号只沿期望的通信方向形成,而沿其余方向形成的星座符号发生畸变,因此非期望方向的窃听接收机很难解调出有用的信息;接着,提出了基于发射多波束形成的方向调制分析和综合法,阵列天线同时发射两种波束,即波控波束和干扰波束,波控波束固定指向期望方向按照给定的星座图传递符号信息,干扰波束与期望方向正交,并以调制速率随机变化来扰乱向非期望方向发送的符号信息的星座图。通过误比特率仿真发现,相比于传统波束形成阵列,方向调制阵列具有更高的物理层安全传输性能。


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