GNSS合成孔徑波束形成技術研究.pdf

1、隨著衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)在軍事領域的使用越來越廣泛，作用越來越重要，其必然要面臨各種強干擾對抗環(huán)境，沒有抗干擾能力的軍用衛(wèi)星導航接收機是沒有生存能力的。天線陣抗干擾技術是目前最為有效的干擾抑制措施，已經(jīng)成為導航接收機抗干擾的主流手段。傳統(tǒng)的天線陣接收機需要采用多個陣元、多路射頻通道，設備硬件復雜，體積和功耗遠大于傳統(tǒng)單天線接收機，這些缺點限制了其應用范圍。本文對如何利用單天線合成孔徑進行波束形成與抗干擾進行了研究，主要內(nèi)容有以下三個部分：<

2、br>　?。?）建立了GNSS合成孔徑信號模型。與傳統(tǒng)的物理實孔徑相比，GNSS合成孔徑的基本原理是利用單天線或天線陣的、旋轉(zhuǎn)等運動特性，通過在不同時刻的信號采樣來實現(xiàn)虛擬陣元空間采樣的等效結(jié)果。其核心過程是隨著天線移動從時域接收采樣變成空間采樣的轉(zhuǎn)換。結(jié)合常用的陣型，給出了單天線勻速和非勻速直線運動下GNSS合成孔徑陣列信號的模型。
　?。?）對基于平穩(wěn)信號的GNSS合成孔徑波束形成算法進行了仿真分析，根據(jù)建立的模型對比了天線勻

3、速直線運動狀態(tài)下和非勻速直線運動下對波束形成的影響。仿真驗證表明：在一定的條件下，天線作勻速直線運動的 GNSS合成孔徑陣列與物理實孔徑陣列可以視為等效；當合成陣元數(shù)量增加時，形成的零陷變窄，對于方向變化較大的干擾信號抑制效果不佳，所以不能無限增大陣元數(shù)量，應當結(jié)合波束方向圖與實際要求選取一個合適的陣元數(shù)量；速度誤差對波束方向圖的影響有限，但天線運動速度越快，陣元間隔時間越短，意味著采樣率越高，對硬件要求更高，需要考慮硬件的采樣率和相位

4、補償?shù)纫蛩剡x擇一個合適的天線運動速度；綜上，當忽略載波相位差等因素時，勻速直線運動的合成孔徑陣列可以等效為物理實孔徑陣列；并且相比于物理實孔徑陣列，可以靈活設計陣元數(shù)量，可以消除天線互耦、通道失配的影響；并且也減少了體積和功耗。
　?。?）由于勻速直線運動的GNSS合成孔徑陣列近似等效于物理實孔徑陣列，基于加權因子計算復雜度，提出了 FFT的合成孔徑波束形成算法，此算法加權因子為1。通過仿真驗證基于 FFT的合成孔徑波束形成算法與