基于自适应天线的GPS抗干扰技术研究

论文摘要

随着GPS全球定位系统在军事和民用领域越来越广泛的应用,它容易被干扰的问题显得日益严重。由于干扰的影响,GPS接收机性能变得不稳定甚至完全失效。为了使GPS接收机能在干扰环境下正常工作,进行抗干扰GPS接收机的研究就势在必行。本文在阐述GPS的工作原理、信号格式、射频干扰的影响以及自适应天线基本原理的基础上,研究了天线阵抗干扰问题,取得成果如下:1.提出了基于自适应天线阵的GPS抗干扰接收机的方案;2.从最基本的阵元数目确定着手,讨论了阵列形式选择,详细分析了直线阵、矩形阵和圆形阵三种阵列形式的特点,选定了适合于所提出抗干扰方案的阵形;3.分别分析了DOA估计算法和抗干扰算法,将传统抗干扰算法应用到二维空间角度的零陷成形仿真中,并将传统的DOA估计算法推广到二维空间角度,对其进行了仿真,确定满足基于自适应天线的GPS抗干扰接收机方案的DOA估计算法和抗干扰算法;4.最后仿真了所提出的GPS抗干扰接收机方案的性能,得出了有益结论。

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Abstract

第一章绪论

1.1 GPS 的产生及发展

1.1.1 GPS 的产生

1.1.2 应用前景

1.2 研究工作的背景及意义

1.3 研究现状

1.4 研究工作的主要内容

第二章 GPS 概述

2.1 GPS 工作原理

2.1.1 基本原理

2.1.2 GPS 的组成

2.2 GPS 信号

2.2.1 GPS 的信号结构和特点

2.2.2 C/A 码

2.2.3 P 码

2.3 GPS 性能分析

2.3.1 影响GPS 接收机性能的干扰形式

2.3.2 射频干扰的影响

2.4 本章小节

第三章自适应天线原理及接收信号建模

3.1 自适应天线概述

3.2 自适应天线阵的基本原理

3.2.1 自适应天线阵列结构

3.2.2 自适应阵列处理的基本问题

3.2.3 方向图乘积原理

3.3 接收信号模型

3.3.1 二元阵的接收信号模型

3.3.2 普通阵列的接收信号模型

3.4 本章小节

第四章基于自适应天线阵的抗干扰GPS 接收机

4.1 基于自适应天线的抗干扰GPS 接收机结构

4.2 零陷成形算法分析

4.2.1 基于MMSE 准则的零陷成形算法

4.2.2 功率反演算法

4.2.3 零陷成形算法比较

4.3 天线阵选取

4.3.1 直线阵

4.3.2 矩形阵

4.3.3 圆形阵

4.3.4 阵形性能分析

4.4 DOA 估计算法描述及确定

4.4.1 传统DOA 估计算法

4.4.2 二维DOA 估计算法

4.4.3 DOA 估计算法比较

4.5 参数及算法确定

4.6 本章小节

第五章应用天线阵的抗干扰GPS 接收机性能仿真

5.1 仿真框图

5.2 合成信号产生

5.3 仿真结果

5.3.1 高斯白噪声干扰

5.3.2 相关干扰

5.3.3 性能分析

5.4 本章小节

结束语

致谢

参考文献

在读期间的研究成果

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