由于卫星与地球表面距离很远,卫星发射功率有限,导致从卫星发射的信号到达地面接收站或用户终端的功率极小,有时甚至淹没在噪声之下。另外,出于军事目的还会引入人为干扰,特别是在电子攻防战中,如果缺乏抗干扰的体制,敌方干扰会使得整个导航系统产生错误信息分析,甚至导航失效,这对于战争是致命的。因此,关于导航系统的抗干扰问题成为各国重要的研究课题。
随着干扰技术的演变,由压制式干扰逐渐趋向于伪装成卫星信号的欺骗式干扰【6】,因此接收端抗干扰技术的研究也在不断深入。 抗干扰的目标就是要在复杂的信号中有效接收有用信号,并进行分析处理。基于此主要的研究思路分两个方向:提高接收功率和有效滤除干扰。19120
从抗干扰的方法研究至今,主要出现过的方法有:频谱滤波、时间滤波、波束空间自适应调零技术、幅相相消技术、空时结合的自适应阵列处理技术、轴向调零技术、ISU极化抗干扰、数字ISU方案等【6】【7】。针对不同的干扰形式,不同的算法各有优劣。有效的滤波技术包括空域滤波和空时结合的滤波,这其中主要涉及自适应阵列处理技术。
自适应阵列处理利用抗干扰天线,在后端采用适当的算法进行处理。其中的核心问题是对有用信号的有效接收,具体包括两个方面:一是使天线阵列方向图主波束对准有用卫星信号方向;二是对干扰进行有效抑制。自适应阵列技术就是围绕这两个方面逐步发展的【8】。1959年Van Atta提出了自适应天线的概念,在此后,自适应阵列经历了三个发展阶段。Van Veen在1988年发表在IEEE ASSP Magazine的文章【9】系统地总结了自适应波束形成的发展历程。相控阵天线阵列是自适应阵列处理的雏形,可以对预知方向的信号进行主波瓣对准。后期发展的旁瓣相消器是最早的自适应阵列处理器【10】【11】,这种二元阵的结构可以在方向图上产生零陷,从而抑制该方向的干扰。由于空间环境复杂、干扰数量大,采用多元阵列的结构、辅以相应的自适应算法,可以实现多个方位或频率的干扰抑制。
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