卫星导航极化空时多维联合抗干扰技术研究

摘要

近年来，极化敏感阵列由于其突出的抗干扰性能而受到广泛地关注。与相同阵元数的标量阵相比，极化敏感阵列具有更多的自由度，并且，极化敏感阵列在标量阵列的基础上新增了极化多址能力。目前，已经有诸多文献研究了极化敏感阵列导航抗干扰的问题，但是这些研究几乎都是建立在静态或者低动态环境下，在高动态环境下，由于可能出现的零陷失配问题，将导致已有的极化抗干扰算法性能下降，甚至失效。本文在极化敏感均匀线阵条件下，研究了如何在高动态环境下稳健地抑制导航干扰，主要工作如下： 1.在极化敏感阵列均匀线阵的接收信号模型条件下，分析了三种基本的极化域—空域联合抗干扰算法，通过仿真实验对比了每种算法的各自特点。 2.在纯空域中，常常通过零陷展宽方法解决高动态零陷失配的问题，本文分析了两种常用的空域零陷展宽方法：协方差矩阵锥法和微分导数约束法，通过仿真实验分析对比了两种算法的各自特点。本文通过建立极化敏感阵列的高动态接收信号模型，推导得到了极化域—空域的协方差矩阵锥，并将其与基本的空极抗干扰算法相结合，得到了三种稳健的极化域—空域联合抗干扰算法，通过仿真验证了这三种算法的有效性。 3.在极化域—空时联合的接收信号模型条件下，分析了极化空时多域联合抗干扰算法—极化空时功率倒置算法。本文通过建立高动态条件下的极化空时联合接收信号模型，推导得到了极化域—空时联合的协方差矩阵锥，并得到了基于极化域—空时协方差矩阵锥的功率倒置算法，通过仿真验证了该算法的稳健性。 4.本文研究了三种常见的阵列流形误差模型：通道误差、耦合误差和阵元位置误差，并分别在这三种阵列流形误差条件下，仿真研究了每种阵列流形误差对极化空时多域联合抗干扰算法的影响。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 极化导航抗干扰的研究背景与意义

1.2 导航抗干扰技术研究现状

1.2.1 标量阵列干扰抑制技术

1.2.2 极化阵列抗干扰技术

1.2.3 高动态条件下干扰抑制

1.3 论文的主要工作及结构

第二章 基本极化抗干扰算法

2.1 极化敏感阵列接收信号模型

2.1.1 电磁波的极化域—空域表征

2.1.2 极化敏感阵列接收信号模型

2.2 经典极化抗干扰算法

2.2.1 极化敏感阵列线性约束最小方差算法

2.2.2 极化敏感阵列功率倒置算法

2.2.3 极化敏感阵列斜投影算法

2.3 仿真分析

2.3.1 PSA-LCMV算法仿真

2.3.2 PSA-PI算法仿真

2.3.3 PSA-OP算法仿真

2.4 小结

第三章 极化域—空域联合的稳健干扰抑制算法

3.1 经典空域零陷展宽方法

3.1.1 基于协方差矩阵锥的零陷展宽

3.1.2 基于微分导数约束的零陷展宽

3.1.3 仿真分析

3.2 极化域—空域联合协方差矩阵锥

3.3 极化域—空域协方差矩阵锥的抗干扰算法

3.3.1 基于极化域-空域协方差矩阵锥的PSA-PI算法

3.3.2 基于极化域-空域协方差矩阵锥的PSA-LCMV算法

3.3.3 基于极化域-空域协方差矩阵锥的PSA-OP算法

3.4 仿真分析

3.4.1 PSA-CMT-PI算法仿真

3.4.2 PSA-CMT-LCMV算法仿真

3.4.3 PSA-CMT-OP算法仿真

3.5 小结

第四章 极化域—空时联合的稳健干扰抑制算法

4.1 极化域—空时联合干扰抑制算法

4.1.1 极化空时接收信号模型

4.1.2 极化域—空时联合的功率倒置算法

4.2 极化域—空时联合的稳健干扰抑制算法

4.2.1 极化域—空时协方差矩阵锥

4.2.2 基于极化域—空时协方差矩阵锥的功率倒置算法

4.3 仿真分析

4.3.1 ST-PSA-PI算法仿真

4.3.2 ST-PSA-CMT-PI算法仿真

4.4 小结

第五章 阵列流形误差对极化域—空时联合抗干扰的影响

5.1 阵列流形误差建模

5.1.1 通道误差建模

5.1.2 耦合误差建模

5.1.3 阵元位置误差建模

5.2 阵列流形存在误差时极化域—空时联合抗干扰算法性能仿真

5.2.1 通道误差存在时极化域—空时联合抗干扰算法仿真

5.2.2 耦合误差存在时极化域—空时联合抗干扰算法仿真

5.2.3 阵元位置误差存在时极化域—空时联合抗干扰算法仿真

5.3 小结

第六章 总结与展望

6.1 总结全文

6.2 展望未来

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果