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随着空中战场日益复杂的电磁环境和愈加严重的干扰,航空无线电系统目前采用的盲抗干扰方式存在较大局限性。近年,基于认知无线电概念提出的认知抗干扰产生了很多新的技术途径。但国内外的研究尚处于初步阶段,还未建立完整的理论体系,工程应用中的诸多难题亟待解决。为此,结合航空电子系统的实际应用需求,为增强复杂电磁环境中航空数据链(ADL)的抗干扰能力,本文提出了同时收发的航空认知抗干扰新体制,设计了干扰感知与通信协同的工作模式,分析了接收机IQ失衡、相位噪声、孔径抖动等射频损伤对ADL干扰感知性能的影响,提出了自适应阈值的干扰感知算法,并完成该算法的FPGA逻辑设计与实现。具体地,论文主要完成以下工作。首先,基于认知无线电和同时收发通信的技术思想,提出发送-感知-接收(T-S-R)的同时收发认知抗干扰(SCAJ)新体制,通过在感知/接收周期内自适应分配感知、接收时隙而缩短感知时间和实现实时抗干扰,研究了不同衰落信道下基于传统能量检测(ED)的干扰感知性能,推导出ADL同时收发认知抗干扰的系统容量,这为定量评估同时收发认知抗干扰系统性能提供了理论基础。针对SCAJ系统中IQ通道失衡产生的镜像干扰降低ADL抗干扰能力问题,研究了IQ通道失衡的单/多频带SCAJ接收机干扰感知性能,推导出基于ED的IQ失衡接收机干扰检测概率和虚警概率,并据此提出了消除镜像干扰信号的有效方法。其次,研究了衰落信道中本振相位噪声对SCAJ接收机干扰感知性能的影响,分析了不同信道环境下含/不含相噪接收机的干扰信号噪声比,并据此推导出SCAJ接收机的干扰检测概率和虚警概率及其理论上界。采用精确的相噪估计与补偿技术,则可提高SCAJ接收机的干扰检测概率并逼近其克拉美-罗界(BCRB)。然后,研究了模数转换器(ADC)孔径抖动对ADL同时收发认知抗干扰接收机性能的影响,分析了不同信道环境中计及孔径抖动的同频、非同频双工SCAJ接收机的有效干扰信号噪声比,为定量分析ADC孔径抖动对SCAJ接收机性能提供了理论依据。最后,基于传统能量检测方法,提出了T-S-R模式自适应阈值的SCAJ干扰感知算法,采用Verilog HDL硬件描述语言进行FPGA逻辑设计,并完成了该算法的FPGA实现。FPGA验证结果表明,该算法既能自适应的缩短感知时间,又能实时抗干扰,且在干扰信号噪声比为-10dB时有效感知到干扰,这对于提高航空数据链的抗干扰能力,实现全时段、全频段和全空域的电磁干扰感知具有重要意义。