多通道北斗自適應(yīng)干擾抑制數(shù)字模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在現(xiàn)代的生活、軍事與科技發(fā)展中展現(xiàn)出越來(lái)越重要的作用，其技術(shù)與相關(guān)產(chǎn)品逐步被應(yīng)用于各行各業(yè)中，引起了全球眾多國(guó)家的關(guān)注與研究。為了保證衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在日益復(fù)雜的電磁環(huán)境和軍事干擾下正常的使用，全球多個(gè)國(guó)家都已經(jīng)開(kāi)始研究衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)抗干擾技術(shù)及其相關(guān)產(chǎn)品。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)起步較晚，為了獲得全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的自主性與安全性，進(jìn)一步研究北斗導(dǎo)航系統(tǒng)及其抗干擾技術(shù)具有重大的意義。
　　本文以應(yīng)用陣列天線技術(shù)實(shí)現(xiàn)北斗系統(tǒng)抗干擾為研

2、究課題，重點(diǎn)研究了一個(gè)基于陣列信號(hào)處理抗干擾算法的數(shù)字硬件平臺(tái)，并基于硬件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了功率倒置算法來(lái)完成北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的抗干擾，具體研究分為四個(gè)部分：
　　一、使用空時(shí)二維結(jié)構(gòu)，應(yīng)用功率倒置算法，建立寬帶陣列天線接收模型，產(chǎn)生仿真陣列接收信號(hào)，對(duì)常見(jiàn)的LMS（Least Mean Square,最小均方）算法和SMI（Sample Matrix Inversion,采樣矩陣求逆）算法進(jìn)行了仿真對(duì)比，確定了一種合理、有效的空時(shí)二維結(jié)構(gòu)，

3、仿真結(jié)果為SMI算法具有更好的魯棒性和抗干擾性能。
　　二、根據(jù)現(xiàn)有的射頻前端和衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)的產(chǎn)品參數(shù)設(shè)計(jì)了一個(gè)數(shù)字硬件基帶電路板?；鶐О迳习薃DC（Analog to Digital Converter,模數(shù)轉(zhuǎn)換）電路， DAC（Digital to Analog Converter,數(shù)模轉(zhuǎn)換）電路，F(xiàn)PGA（Field Programmable Gate Array,現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列）及相關(guān)電路，DSP（Digital

4、Signal Processor,數(shù)字信號(hào)處理器）及相關(guān)電路，時(shí)鐘模塊及電源模塊。詳細(xì)研究了數(shù)字基帶板對(duì)北斗系統(tǒng)抗干擾算法的適用性，詳細(xì)地給出了各部分電路的設(shè)計(jì)方案和原理，分析了系統(tǒng)資源消耗情況、性能參數(shù)及功耗。
　　三、完成了基于SMI算法的空時(shí)二維自適應(yīng)抗干擾硬件實(shí)現(xiàn)。詳細(xì)介紹了實(shí)現(xiàn)原理和實(shí)現(xiàn)過(guò)程，其中包括使用 FPGA完成信號(hào)調(diào)理過(guò)程，生成了無(wú)直流的復(fù)解析信號(hào)；使用狀態(tài)機(jī)控制乘累加單元完成了對(duì)自相關(guān)矩陣和互相關(guān)向量的估計(jì)；通

5、過(guò)UPP（Universal Parallel Port,通用并行接口）接口完成了FPGA與DSP之間的通信，并正確地完成了自適應(yīng)濾波權(quán)向量的接收；在 DSP中完成了正定 Hermite矩陣的方程組求解，實(shí)現(xiàn)了權(quán)值計(jì)算；最終在 FPGA中完成了濾波輸出。通過(guò)軟件仿真驗(yàn)證了實(shí)現(xiàn)的正確性。
　　四、完成了基帶數(shù)字板的測(cè)試工作，給出了測(cè)試結(jié)果，驗(yàn)證了電路板設(shè)計(jì)無(wú)誤；通過(guò)外場(chǎng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試了系統(tǒng)的抗干擾性能，驗(yàn)證了算法的有效性并給出了測(cè)試結(jié)果。