北斗导航自适应抗干扰的耦合补偿及算法改进——毕业论文

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1、分类号密级UDC硕士学位论文北斗导航自适应抗干扰的耦合补偿及算法改进指导教师姓名讲师学位类别工学硕士专业名称通信与信息系统研究方向信号处理论文提交时间硕士学位论文北斗导航自适应抗干扰的耦合补偿及算法改进摘要如今，随着卫星导航技术的飞速发展，位置信息服务已经融入到我们的日常生活中，导航被称为目前继移动互联网之后的第三大产业。卫星导航在维护国家的安全中也发挥着不可替代的作用。为了提升导航系统抗干扰的性能，本文以北斗导航系统为平台，研究基于接收方向图法的耦合分析与阵列天线的耦合补偿算法的研究。首先，文章就发射阵和接收阵耦合的来源进行分析，通过利用耦合能量的传输模型，给出

2、了发射和接收状态下各自的耦合评价标准，分析出发射和接收状态下，耦合的区别以及不同的研究方法。然后，利用电磁仿真软件以及抗干扰算法推导出的接收方向图法，对比之前文章中给出的得到方向图的方法，可以直观地反应出耦合对DOA估计和抗干扰性能的影响。其次，本文讨论了传统耦合补偿方法不太适合接收阵，并从接收方向图法推演出了接收阻抗法，给出了该方法在得到耦合矩阵时的仿真与测量方法。最终从补偿效果上，可以对接收阵的耦合进行有效补偿，并验证了补偿后，接收阵在DOA估计的精度和抗干扰性能的提升。最后，运用接收方向图法，研究了不圆度对抗干扰性能的影响。关键词：空域滤波，空时自适应处理，

3、矩阵求逆，浮点运算，DDC，FPGA，NIOSI69硕士学位论文北斗导航自适应抗干扰的耦合补偿及算法改进AbstractToday,withtherapiddevelopmentofsatellitenavigationtechnology,locationservicehasbeenintegratedintoourdailylife,navigationisknownasthethirdmajorindustriesfollowingthemobileandinternet.Satellitenavigationplaysanirreplaceablerole

4、inthemaintenanceofnationalsecurity.Inordertoensurethatthenavigationsystemisnotaffectedbytheinterference,thisthesisstudiestherealizationofadaptiveanti-jammingalgorithmbasedonarrayantennawhichappliedintheBeidounavigationsystem.1绪论1.1课题研究背景及意义1.1.1北斗导航技术的发展现状当今作为关键的空间信息基础设施的卫星导航，已经成为诸多国家

5、抢占新一轮战略制高点的突破口。为了可以拥有自主知识产权的卫星导航系统[1]，中国付出了很多努力。北斗全球导航系统工程建设工作正在抓紧推进中，2017年已连续成功发射23颗新一代北斗卫星。卫星配备了更高精度的原子钟，并使用了新技术体制，诸如星间链路、新型卫星导航信号等。由于导航系统的空间卫星、地面监控、用户接收机三个部分距离遥远，卫星导航系统通信过程中极易受到环境中电磁波的影响。扩频通信技术一定程度上抵抗了部分窄带干扰，但其抗干扰的裕度不大。因此如何增强导航系统的抗干扰能力成为导航系统研究的热点。1.1.2北斗卫星导航系统抗干扰研究的必要性北斗卫星导航系统的卫星一般

6、工作在距离地面20000km左右的太空，加上卫星发射的功率本身受到限制，因此卫星信号到达地面接收端时功率非常低，只有-130dBm左右[2]。另外导航卫星工作的频段众所周知，想人为干扰是一件轻而易举的事。69硕士学位论文北斗导航自适应抗干扰的耦合补偿及算法改进卫星导航系统采用扩频通信技术，扩频通信传输信号的带宽远远大于导航信号的带宽。根据香农公式(1.1)其中典型干扰环境中，可以得到（1.2）根据式（1.2）可以得出，在信噪比下降时，为了获得较低的信息差错率，可以增大系统的带宽B。因此扩频通信具有一定的抗窄带干扰和多径干扰的能力[3]。但是其抗干扰的裕度不大。只要

7、干扰机存在干信比大于40dB的干扰，接收机就不能正常工作。目前自适应阵列处理与时域抗干扰相结合，产生空时二维联合抗干扰技术。空时二维联合抗干扰技术在多干扰的环境下，有很好的抗干扰效果。1.1.3天线间的耦合天线是无线电系统中一种必需的能量转化器件，它能高效率、最大限度地聚集发射或选择接收电磁波。由于电子信息技术的迅速发展，天线的分析与设计一直是一个重点研究的课题。在很多时候，单个的天线很难满足要求，往往需要一些天线（此时称为辐射元）按照一定的方式排放在一起，组成一个阵列天线。要设计出一种符合某些特定要求的阵列天线，必须对天线的各种参数进行综合分析，这是必不可少同时

8、也是比较困