基于功率倒置算法的GPS抗干扰实时系统实现

实现了基于功率倒置算法的GPS抗干扰实时系统,并且提出了一种低复杂度的实现算法。运用Xilinx公司的Virtex-4以及TI公司的TMS320C6416T硬件平台,采用双FPGA+单DSP结构来实现整个算法。实验结果表明,GPS信号经过实时抗干扰系统处理后,可以运用普通的接收机进行实时、精确的定位。该系统具有兼容性好、精度高等优点。

基于功率倒置算法的GPS抗干扰天线研究

介绍了GPS信号的特点,以及功率倒置阵列原理,针对GPS接收机易受外来干扰的情况,提出了一种有效的GPS抗干扰方法-基于功率倒置算法的自适应天线阵列,采用最小均方误差LMS算法计算功率倒置阵的权值,给出了最优加权条件下不同干扰功率的天线方向图,表明功率倒置算法能使天线阵列在干扰方向上自动产生波束零陷,且随干扰功率的增强而加深。结合软件无线电的思想,探讨了自适应天线阵列中各单元的实现途径。

功率倒置算法在GPS接收机天线抗干扰中的应用

GPS接收机天线易受其它射频信号干扰,传统的做法已不能满足高精度用户的需求。为了提高导航定位精度,在GPS天线抗干扰设计中引入了功率倒置算法。功率倒置算法具备在不明确干扰信号相关背景的情况下能够有效抑制干扰,据此设计了采用功率倒置算法的GPS天线接收模型,并对半物理实物进行了相关仿真,取得了较好测量精度。

基于子空间投影的功率倒置卫星导航抗干扰算法

基于线性约束最小方差准则的功率倒置算法用于干扰抑制领域中,在干扰来向上形成的零陷开口较宽,且当强弱干扰共存的时候,算法在弱干扰来向上引入的零陷深度较浅。通过研究及推导功率倒置算法的数学原理,将观测信号的协方差矩阵进行分解,得到相互正交的干扰子空间和噪声子空间,发现上述问题存在的原因是算法含有干扰空间的加权和。基于此,本文通过引入子空间投影方法,避免干扰子空间对算法的影响。通过仿真证明,本文算法可以在弱干扰方向形成较深的零陷,从而有效的改善算法的抗干扰能力。

基于双阵元天线的ADS-B解交织投影算法

随着广播式自动相关监视(Automatic Dependent Surveil lance-Broadcast,ADS-B)技术的普及,交通密集区域内多条ADS-B信号的交织问题难以避免。为了降低设备成本并提高系统在低成本条件下的可用性,针对双阵元天线三条ADS-B信号交织问题,提出了双阵元天线投影算法。首先,上述方法基于频域插值理论与最小描述长度准则进行信源数估计;然后,采用功率倒置算法进行空域滤波,在未知信号波达方向的条件下抑制非期望信号,从而将双天线三信号的解交织问题转化为单天线双信号的解交织问题;最后,由虚拟多通道法扩维后,基于改进的投影算法分离交织信号。仿真验证了以上算法的有效性。

功率倒置自适应抗干扰算法的性能分析与仿真

功率倒置算法不需要知道接收信号的先验信息,能够使天线产生指向干扰方向的波束零陷,达到抑制干扰的目的。特别适合卫星导航、扩频通信等强干扰、弱信号环境的抗干扰应用。在对功率倒置自适应算法原理分析的基础上,利用LMS算法迭代计算功率倒置的最优权值,然后针对四阵元天线仿真了功率倒置算法在不同干扰条件下的抗干扰性能,以及迭代步长等因素对算法收敛性能的影响,验证了功率倒置算法的自适应抗干扰性能,从而为后续硬件工程实现奠定了基础。

基于共轭梯度法的空时抗干扰算法研究

由于卫星导航信号功率很小,所以卫星导航信号具有易受干扰的特点,目前卫星导航抗干扰算法主要用到的是协方差矩阵求逆的方法,比如空域和空时抗干扰算法,然而随着天线阵元数的增加和空时抽头数的增加,矩阵维数也随之增加,导致运算量的上升,而共轭梯度法可以避免高维矩阵求逆,且具有收敛快,计算量小的特点,因此基于共轭梯度法的求解空时抗干扰算法,并通过仿真分析证明所提方法的有效性。

旁瓣对消系统功率倒置自适应算法研究

旁瓣对消技术是雷达中用来抑制旁瓣有源干扰的一种有效手段。文中在介绍旁瓣对消基本原理的基础上,给出了针对二元阵的旁瓣对消功率倒置自适应算法.该算法的核心是使输出功率最小。分析表明采用该算法的旁瓣对消系统可以很好地抑制从旁瓣进入的干扰,具有很好的抗干扰效果。

用于GPS接收机的功率倒置阵抗干扰性能研究

分析了GPS接收机自身的抗压制性干扰能力,并对采用了功率倒置算法的GPS接收机抗压制性干扰性能进行了研究,得出结论:采用功率倒置阵是提高GPS接收机抗压制性干扰性能的有效手段.

基于功率倒置测向的自适应抗干扰方法

针对功率倒置算法形成零陷不深的问题,提出了利用功率倒置算法搜索成型后方向图中最深零陷点来向,估计干扰信号来向,继而主动改变阵列单元的权值使得天线方向图零点对准干扰来向,实现干扰抑制。仿真结果表明:该算法是可行的,并且能够达到更深的干扰抑制性能。

自适应调零天线动态性能影响因素研究

本文针对卫星导航接收机的功率倒置(PI)算法在动态环境下受到最优权值处理速度的制约,导致动态抗干扰性能下降这一个问题,通过建立动态仿真环境,以七阵元均匀圆阵作为天线布阵的仿真模型,研究了不同权值更新速率对动态抗干扰性能的影响,证明了权值更新速率的提升对动态抗干扰性能也有相应的提高。并且分析了在不同快拍数以及不同时域抽头数对动态抗干扰性能的影响,证明了可以通过适当选择快拍数和时域抽头数来提高权值更新速率。本研究为建立更加完善的工程实现方案提供了理论依据,对存在类似需求的空时自适应调零天线抗干扰系统具有一定的参考价值。

GPS接收阵列自适应抗干扰算法性能比较

研究全球定位系统优化定位精度问题时,射频干扰严重影响GPS接收机的正常信号,直接导致接收机无法跟踪锁定有用信息,从而无法精确定位。自适应调零天线是一种有效的抗干扰措施。提出了功率倒置算法、多重信号分类算法的基本原理,在4元Y平面阵中对各算法进行仿真,比较各算法在有用信号和干扰来向上得到的天线增益。仿真中分别使用一个窄带干扰以及一个窄带干扰和一个快带干扰。仿真结果表明,两种算法都可用于GPS接收机抗干扰,对功率倒置算法抑制干扰性能较弱,多重信号分类算法会引入错误的零陷。由于简单和易实现,功率倒置算法广泛应用于工程。

基于空时联合抗干扰算法的复矩阵求逆

针对卫星导航接收机易被干扰的特点,研究了空时联合抗干扰算法,并提出了一种简化的复正定厄米矩阵求逆实现方法。首先,给出了空时联合抗干扰算法的基本模型。随后,在详细分析传统复正定厄米矩阵求逆算法基础上,给出了改进的复正定厄米矩阵求逆方法的具体步骤。最后,基于数字信号处理(DSP)的硬件平台,对运算量进行了对比分析。仿真结果表明,改进的复正定厄米矩阵求逆方法加法和乘法运算量都大幅度降低,比传统算法运算速度加快了三分之一。算法简单可靠,易于实现,适用于工程应用中实时性要求较高的场合。

基于阵列天线的改进步长抗干扰算法

在空间电磁对抗环境错综复杂的情形下,所接收的导航信号很容易被干扰,信号极易因被干扰而无法正常接收。针对以上问题,基于阵列天线,对抗干扰算法进行了研究,为简化运算,避免求逆问题,提出迭代逼近的方法对权值进行更新。针对固定步长在权值收敛时的局限性,为了改善算法的动态输入范围,提高收敛速度,提出了一种新的变步长的功率倒置算法。该算法以输入信号的瞬时能量值为基础构造步长的更新模型,有效解决了因步长选取不当产生的矛盾问题。仿真实验表明,相比较于固定步长的抗干扰算法,本文所提的变步长算法可以有效提高权值收敛速度,并对干扰形成更深的零陷,具有较好的干扰抑制能力。

高动态环境下导航接收机抗干扰零陷展宽算法

在高动态条件下,提高导航系统对快速变化干扰的抗干扰能力极其重要。为此,提出采用零陷展宽的方法对抗干扰算法进行改进,通过对干扰零陷进行加宽,增大算法抑制角度的范围,进而提高算法的高动态适应性。首先根据接收数据求解协方差矩阵,然后根据干扰扰动参数求出扩展矩阵,对协方差矩阵进行扩展更新,最后基于功率倒置抗干扰算法代入求解权矢量。实验仿真结果表明,所提算法相比于传统的功率倒置算法,干扰零陷明显展宽,输出干噪比更小,抗干扰性能得到较大改善。

高频地波雷达天线阵抗电离层干扰

高频表面波雷达是近年发展起来用于超视距监测大面积海洋环境的工具,但由于天线本身的特性和天线场的限制,发射天线辐射波束E面有一定的宽度或向上翘起一定角度,其辐射的电磁波能量除了沿海面绕射传播外,还有一部分能量以一定的角度向上半空间辐射,与电离层和所经路径上的散射体相互作用后,其后向散射信号又以原路径回到雷达,并对雷达形成严重的自干扰。本文基于自适应天线理论,在对功率倒置算法改进的基础上,介绍了一种自适应对消电离层自干扰新方法,雷达现场观测实验表明,本方法可以抑制电离层自干扰。

智能天线在数字移动电视接收中的应用研究

提出一种将智能天线应用于数字移动电视接收的方案,给出了算法模型的建立和推导,通过仿真,证实了该方案的可行性。

卫星导航调零天线的定点仿真方法

调零天线的信号处理采用LMS自适应滤波算法,而且是通过FPGA实现,所以需要在FPGA编程时确定算法步长、截位、延时等相关参数。但由于FPGA的软件开发平台对程序修改和编译需要耗费很长时间,上述参数的确定也需要耗费大量时间。通过建立一种基于定点仿真的Matlab仿真方法,完全可以准确建立对调零天线的FPGA功能的仿真,从而克服FPGA软件开发环境的约束,方便而高效地对调零天线FPGA算法程序性能进行评估,并确定合理的截位、步长、延时等滤波参数。介绍了调零天线LMS自适应滤波算法定点仿真的信号产生方法,算法实现步骤,参数选择方法,并比较了该定点仿真方法与FPGA的功能仿真结果,二者完全相同,从而验证了方法的有效性。

GPS接收机在高动态下的抗干扰技术实现

针对GPS接收机的功率倒置算法(PI)在高动态环境下的加权系数更新速度滞后于干扰入射的变化速度问题,提出基于零陷加宽的PI功率倒置算法,通过零陷的加宽对来向干扰的接触面积更大,能抑制干扰的角度范围更大。同时为了满足硬件平台的可行性,改进了基于零陷加宽的PI功率倒置算法,对协方差矩阵引入了与零陷宽度相关的矩阵T,一次权值更新只需计算一次协方差矩阵。仿真结果表明在高动态环境下,抗干扰的零陷增益达到68 d B。在DSP+FPGA的硬件平台上,一次权值更新时间只需6.3 ms,满足高动态的干扰入射角度的变化速度。

基于阵列天线处理的GPS信号抗干扰研究

针对强干扰低信噪比条件下的全球定位系统(GPS)信号的接收抗干扰问题,提出了结合功率倒置算法和相位补偿的抗干扰方法.该方法通过利用功率倒置算法对GPS信号进行预处理,使其能正确解调,并进一步对GPS信号进行相位补偿处理,提高信噪比.仿真结果表明,该方法能有效抑制强干扰,增强信噪比,提高GPS接收机的抗干扰能力.