卫星导航天线阵抗干扰测试场景设计技术研究

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天线阵抗干扰技术是提升卫星导航接收机导航战能力的有效手段,天线阵抗干扰接收机性能评估与测试技术成为制约天线阵抗干扰接收机性能提升的关键因素之一。本文基于这一背景,对天线阵抗干扰性能测试时的场景设计技术进行了深入研究,对提升天线阵抗干扰算法开发效率及天线阵抗干扰性能评估测试效率均具有积极意义。论文首先从基本理论出发,分析了卫星导航天线阵抗干扰基本原理、天线阵抗干扰性能评估指标,阵列输出信噪比。在此基础上,综述了目前常用的天线阵抗干扰性能测试方法及场景设置方法,为后文天线阵抗干扰性能分析和场景设计树立了理论基础。针对传统测试中场景设置的不足,结合“奇异点”现象,理论上分析得出天线阵抗干扰性能与信号干扰物理空间夹角并无直接对应关系,根本因素是信号干扰导向矢量的几何空间夹角。进一步通过大量仿真实验,再次表明尽管通常认为信号和干扰方向的夹角越大,抗干扰性能越好,但仍然存在多个干扰和信号方向相差很大,而阵列增益却很小的情况,验证了理论分析结果。由于奇异点现象的存在,使得天线阵抗干扰性能评估对场景设置提出了挑战。传统的限定信号干扰物理空间夹角的做法存在明显不足。鉴于此,论文对天线阵测试时的场景设计的代表性进行了研究。本文提出了一种给定天线阵型下获取最优性能的信号干扰场景设置方法,有效构造出了一类典型场景。下一步将对另一类性能较差的典型场景开展研究。仿真结果表明,以4元阵为例,按照本文方法设置的信号干扰场景,阵列增益可达到理论最大值6dB。证明了本文方法的有效性。最后在我国北斗二号卫星导航系统下,对天线阵外场测试方法进行了研究。通过静态用户对天无线测试,大量的实际测试结果证明了导航信号接收载噪比与信号干扰的物理夹角并不对应,有力支撑了本文的分析结论。
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