北斗导航抗干扰天线旋向对抗干扰性能的影响研究文献综述

1. 研究背景

全球卫星导航系统是极其重要的空间设施,在军民等领域应用非常广泛。它具有重大的政治、社会和军事意义。北斗导航系统是我国现在正在自主研发并且独立运行的导航系统。考虑到北斗导航终端设备的便携性,设计的天线在满足性能指标的同时尺寸要尽量小。另外,北斗导航用户端的接收机极易受到有意或无意的电磁干扰而导致无法正常工作,因此对接收机的抗干扰能力提出了要求。在研究中发现，北斗抗干扰天线的性能与天线旋转方向的有着很大的关系。针对这一情况，本课题主要研究天线阵的天线单元的旋转方向对抗干扰天线性能的影响

1. 国内外抗干扰技术简介

1．空间－时域自适应处理

时域滤波器可以以低的成本抑制多个窄带干扰，而空间调零天线可以抑制所有类型的干扰，不过代价较高，如果将二者结合，先用时域滤波器抑制窄带干扰，再用自适应调零天线抑制余下的干扰，则会达到良好的抗干扰效果，这就是空间－时域自适应处理。

空-时二维自适应滤波抗干扰是现在比较流行的方法，处于研究前沿。空时二维处理的思想是将一维的空域滤波推广到时间与空间的二维域中，形成空时二维处理的结构，在高斯杂波背景加确知信号的模型下，根据似然比检测理论导出的一种空时二维处理自适应处理结构，称为“最优处理器”。

2．空间－频率自适应处理

将STAP中的自适应滤波器从时域改为在频域上实现时，便称作空间－频率自适应处理（SFAP）。对自适应滤波器而言，在频域上实现比在时域上实现时效率高一些，二者本质上是一样的。

3．自适应调零与波束形成结合

将自适应调零与波束形成结合，在不知道卫星的方位和俯仰时采用自适应调零算法，使接收机一开始工作就具有一定的抗干扰能力；当解算出卫星的方位和俯仰后采用波束形成算法，形成指向卫星的波束，从而提高接收信号的信噪比，进一步提高系统的抗干扰能力。如果北斗接收机有N个通道，可以安排波束指向N-1颗卫星，让剩余的一个通道输出对总的增益最大，并在该通道上继续捕获未跟踪上的卫星。将自适应调零与波束形成结合，只需在波束形成硬件平台上对软件进行升级改造便可以大大提高系统的健壮性，弥补波束形成算法的一些缺点和不足，因此它是波束形成算法工程应用的一个研究方向。该方法依然存在无法与北斗接收机分离，具有体积大，价格昂贵等缺点。

1. 自适应调零天线

3.1 自适应调零天线工作原理

自适应调零天线利用扩频系统伪随机码信号深埋在热噪声中的特点，把若干个独立的天线振子的输出自动地组合起来，使进入接收机系统的总输入功率减至最低限度，可以有效地促使强干扰源电平降低到热噪声水平。如图3-1所示，自适应调零天线包括多个阵元天线，每个天线单元后接一个独立的信号通道，最后用相加器进行合并输出。算法处理器对从天线经信道送来的信号进行抽样处理后，反过来对各个信道信号进行加权调整，相当于使各阵元的增益或相位发生改变，从而在天线阵的方向图中产生对着干扰源方向的零点，以增加抗干扰的性能。