单天线合成阵列欺骗式干扰抑制

张 昊 王 璐 王文益 卢 丹 贾琼琼 吴仁彪

(中国民航大学天津市智能信号处理重点实验室，天津 300300)

1 引言

GNSS(Global Navigation Satellite System)信号到达用户接收机时极其微弱,其信号强度在-160 dBW左右,极易受到各类干扰的影响。其中,欺骗式干扰与真实卫星信号在时间域和频率域都具有相同的格式,是一种故意的干扰。此外,由于欺骗式干扰的功率远低于接收机噪声水平,传统的干扰抑制方法不能很好地工作。因此,需要针对欺骗式干扰的特点利用新的方法对它进行有效地抑制,保障GNSS接收机的定位、导航、授时正确[1-7]。

在现有的欺骗式干扰抑制方法中,多天线技术利用欺骗式干扰和真实卫星信号空间特性的差异在空域上把欺骗式干扰和真实卫星信号区分开,从而进行欺骗式干扰的抑制。加拿大Calgary大学PLAN实验室的Saeed Daneshmand等人利用欺骗式干扰来自空间同一个方向的特点,在空间能量最大的方向设置零陷来抑制欺骗式干扰,该方法不需要对阵列进行校准,因此可以作为一个单独的模块安装在接收机中[8]。Konovaltsev等人提出一种改进的联合欺骗检测和姿态估计算法,通过波束形成技术在估计得到的欺骗式干扰来向上置零陷来抑制欺骗式干扰,并通过仿真和实采实验验证了欺骗式干扰抑制的性能[9]。多天线技术在欺骗式干扰抑制中已被证明是非常有效的方法,然而它的干扰抑制能力受自由度限制,而且多天线间通道误差的存在将降低阵列处理性能。

合成阵列避免了传统天线阵列的上述问题,其核心思想是把移动天线接收到的时间采样信号转换成空间采样信号,通过单个天线运动形成合成阵列的多个虚拟阵元,并同时处理不同时间点不同空间位置上的采样信号。……