阵列优化布阵及导航抗干扰信号处理设计与实现研究

摘要

由于导航接收信号微弱特性，使其极易受到外界有意或无意义的干扰，所以导航抗干扰已逐渐成为导航系统的必备功能。导航阵列不同的布阵方式和选择不同的抗干扰算法会使抗干扰的性能有所差异。通过用MATLAB软件仿真比较了仅空域和空时抗干扰性能的差异，得出在复杂干扰环境下，空时抗干扰算法能对抗更多干扰，具有更好的抗干扰性能；针对阵列选形问题，本文先在相同孔径相同阵元个数条件下，对多种阵形抗干扰性能进行了比较，研究了十字阵、矩形阵和圆形阵的抗干扰性能，用Ansoft公司的高频结构仿真器HFSS对静态方向图和自适应方向图分别进行了比较，最终得出圆形阵性能较优的结论；在抗干扰算法和阵形排布确定后，结合实际工程并基于现场可编程逻辑器件FPGA，实现了LVDS模式的数据接收、前端数字信号的Hilbert正交变换、FPGA与DSP的协同工作、空时自适应抗干扰等功能，并通过实际数据检测了抗干扰的有效性。

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文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

§1.1研究背景及意义

§1.2阵列天线选形介绍

§1.3导航系统及其干扰抑制的发展过程

1.3.1卫星导航系统简介

1.3.2导航抗干扰技术的发展过程

§1.4本文安排

第二章导航干扰抑制算法

§2.1引言

§2.2导航阵列接收信号模型

2.2.1阵列信号处理简介

2.2.2阵列接收信号模型

§2.3导航阵列干扰抑制算法

2.3.1自适应波束形成

2.3.2基于Capon的空域干扰抑制

2.3.3空时自适应抗干扰概述

2.3.4基于LCMV算法的空时联合干扰抑制

第三章导航接收天线的阵形优化设计

§3.1引言

§3.2常见天线阵形的基本概念

3.2.1均匀线阵

3.2.2平面阵列

3.2.3均匀圆阵

§3.3基于Ansoft HFss软件对多种天线阵形分析

3.3.1 Ansofi HFss软件开发流程

3.3.2天线阵列方向图分析

3.3.3自适应天线方向图

§3.4基于圆阵的空时抗干扰性能分析

§3.5本章小结

第四章导航抗干扰系统的硬件实现

§4.1引言

§4.2系统硬件及相关开发环境介绍

4.2.1现场可编程逻辑阵列(FPGA)概述

4.2.2导航抗干扰系统所用FPGA芯片介绍

4.2.3开发平台Quartus Ⅱ及开发流程介绍

§4.3导航抗干扰系统硬件实现

§4.4 FPGA中抗干扰实现

§4.5硬件系统调试技术细节及相应性能分析

4.5.1系统调试技术细节

4.5.2系统性能分析

§4.6本章小结

第五章总结与展望

§5.1总结

§5.2展望

致谢

参考文献

硕士期间参加的科研项目