卫星导航调零天线相位中心校正方法研究

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无论在军事还是民用领域,全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)都发挥着越来越重要的作用,但由于卫星信号到达接收机后,其功率变得非常小,所以很容易受到其它信号的干扰,调零天线是卫导系统中抑制干扰常用的一种技术,通常采用功率倒置准则,通过自适应算法进行加权,使得阵列方向图在干扰信号的方向形成零陷,从而有效抑制干扰。但调零天线加权会导致天线阵列相位中心和几何中心不重合的问题,在高精度定位中,该问题导致的定位偏差不能忽略,所以必须进行相位中心的校正。本文通过对卫导系统中常用的调零天线原理进行分析,研究了两种调零天线相位中心的校正方法,主要内容包括以下三部分:(1)分析调零天线原理,并针对传统调零天线能有效抑制连续波干扰却不能有效抑制脉冲干扰的问题,提出了一种新的抗脉冲干扰的调零天线算法,该算法利用存储数据进行两路并行的权值计算,收敛速度快,两路计算相互独立,根据脉冲干扰是否存在选择对应加权值,可以对脉冲干扰进行有效抑制。并且分析了阵列接收信号的通道误差对调零天线抗干扰性能的影响。(2)基于方向图计算的相位中心校正方法研究,首先分析阵列天线的相位方向函数与阵列天线参数以及阵列加权值之间的关系,然后再利用相位中心的定义研究阵列天线相位方向函数与相位中心位置之间的关系,最后通过相位方向函数进行过渡,得到阵列天线相位中心与阵列天线各参数和阵列加权值之间的关系,从而利用计算的方法实时的求取调零天线的相位中心坐标,并将其校正至几何中心处。(3)基于期望信号角度的相位中心校正方法研究,它是从抗干扰算法层面进行校正。利用期望信号的来波方向,研究带指向约束的调零天线算法,与传统调零天线不同的是,带指向约束的调零天线可以保证在主瓣范围内的相位值为一常数,从而在主瓣范围内解决相位中心与几何中心不一致的问题,并通过仿真进行验证。
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