论文部分内容阅读
与天线阵卫星导航接收机相比,单天线卫星导航接收机具备体积功耗小、结构简单和无天线互耦等优势,在各类军民应用中发挥着不可替代的作用。现有接收机配备的时域、频域等抗干扰算法为保障北斗系统的稳定运行做出了长足贡献。然而电磁环境恶化和导航对抗升级将导致干扰强度和复杂度增加,给单天线接收机的抗干扰提出了新的难题。论文主要针对干扰强度增加引入的新问题,展开如下研究:1)针对强单频干扰下民码接收机估计的相关后载噪比显著偏大的问题,建立了单频干扰下接收机的相关后载噪比估计模型,分析了偏差产生的机理。分析表明,强单频干扰与具有离散谱的粗捕(Code Acquisition,C/A)码相关产生的直流功率被错误的计为信号功率是导致偏差产生的根本原因。仿真结果与所提模型理论值差异小于1dB,验证了机理分析的正确性。2)针对相关后载噪比估计偏差带来的接收机性能评估失准问题,着重分析了数据解调误码率估计产生偏差的机理。在此基础上,提出一种基于接收机相关器输出均值剔除的载噪比估计改进算法,提高了接收机相关后载噪比估计的准确性。仿真实验以真实误码率为比较基准,验证了所提算法的有效性。仿真结果表明,采用均值方差比(Mean Variance Ratio,MVR)载噪比估计法计算的误码率与真实误码率的差异小于1%。3)目前设计数控振荡器相位截断的查找表(Look Up Table,LUT)位宽时多依靠经验且未考虑频域抗干扰性能,导致强干扰下抗干扰损耗急剧增大。针对该问题,首次分析了相位截断与抗干扰损耗的关系,提出一种以载噪比损耗为优化目标的LUT位宽选取方法,可以将相位截断引入的载噪比损耗控制在期望水平。以干信比50~80dBc的窄带干扰为例,当等效载噪比损耗目标设为0.5dB,模型建议的LUT位宽下限为7~12bit。仿真结果表明,采用模型建议的位宽时,相位截断引入的载噪比损耗小于0.3dB,符合设计目标。4)针对导航信号功率增强后现有频域抗干扰门限设置算法失效的问题,提出一种基于信号消除连续平均剪除的抗干扰门限设置改进算法。该法采用归一化的信号功率谱密度函数构建输入信号、噪声和干扰混合功率谱的逼近模型,以逼近模型与混合功率谱均方误差最小为准则自适应的估计出信号功率,并将其从接收信号功率谱中对消掉,提高了信号功率增强条件下抗干扰门限设置的有效性和干扰抑制性能。与传统算法相比,所提算法在低干噪比和干扰偏离信号载波的场景下对信号功率增强后的频域抗干扰性能改善显著,随着干扰功率增加和频频偏减小,所提算法优势将逐渐减小。仿真表明,所提算法相比传统算法减小载噪比损耗达7dB。