GNSS合成孔徑波束形成技術(shù)研究.pdf

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

2、br>　?。?）建立了GNSS合成孔徑信號(hào)模型。與傳統(tǒng)的物理實(shí)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(yùn)動(dòng)特性，通過(guò)在不同時(shí)刻的信號(hào)采樣來(lái)實(shí)現(xiàn)虛擬陣元空間采樣的等效結(jié)果。其核心過(guò)程是隨著天線移動(dòng)從時(shí)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(yùn)動(dòng)下GNSS合成孔徑陣列信號(hào)的模型。
　?。?）對(duì)基于平穩(wěn)信號(hào)的GNSS合成孔徑波束形成算法進(jìn)行了仿真分析，根據(jù)建立的模型對(duì)比了天線勻

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

4、補(bǔ)償?shù)纫蛩剡x擇一個(gè)合適的天線運(yùn)動(dòng)速度；綜上，當(dāng)忽略載波相位差等因素時(shí)，勻速直線運(yùn)動(dòng)的合成孔徑陣列可以等效為物理實(shí)孔徑陣列；并且相比于物理實(shí)孔徑陣列，可以靈活設(shè)計(jì)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(yùn)動(dòng)的GNSS合成孔徑陣列近似等效于物理實(shí)孔徑陣列，基于加權(quán)因子計(jì)算復(fù)雜度，提出了 FFT的合成孔徑波束形成算法，此算法加權(quán)因子為1。通過(guò)仿真驗(yàn)證基于 FFT的合成孔徑波束形成算法與