基于Matlab的自適應(yīng)調(diào)零天線建模與仿真_圖文

1、 形成零陷。而且干擾越強(qiáng),零陷越深,這就是功率反演算法的基本思想。2.4多約束最小方差功率反演算法(MCMv-PIMCMV-PI算法的基本思想是在抑制強(qiáng)干擾信號(hào)的基礎(chǔ)上,保持第一支路陣元輸出功率恒定,即考慮如下優(yōu)化問(wèn)題rmin wHRxw.VrH口I=O點(diǎn)一1,2,P(11【wH口。:1式中:毗為干擾信號(hào)所對(duì)應(yīng)的陣列方向矢量; P為干擾信號(hào)個(gè)數(shù);口0=1oor。利用拉格朗日方法可以給出上式的最優(yōu)解為i中:c=no口n口佗口ID,。3仿真試驗(yàn)在仿真試驗(yàn)中,設(shè)置圓陣的孔徑比為1.O,采樣點(diǎn)數(shù)為8000,圓陣的陣元個(gè)數(shù)為7,信號(hào)源為4個(gè)GPS信號(hào),1個(gè)干擾信號(hào),干擾信號(hào)類型為單音信號(hào),方位角為250

2、。,仰角為60。,干信比為40dB。表1為無(wú)幅度差和相位差時(shí)四種調(diào)零算法的調(diào)零結(jié)果,圖2為無(wú)幅度差和相位差時(shí)各算法在仰角上的切片圖。表2為幅度差O.1dB,相位差0.5。時(shí)四種調(diào)零算法的調(diào)零結(jié)果,而圖3為幅度差O.1 dB,相位差O.5。時(shí)各算法在仰角上的切片圖。Wcn,一Pf=R;1C(CHR;1C一1口o(12衰l無(wú)幅度差和相位差時(shí)調(diào)零結(jié)果20MSMI算法zPP算法PI算法狐wPI算法圖2仿真試驗(yàn)結(jié)果圖(無(wú)幅相差表2幅度差O.1dB。相位差O.56時(shí)調(diào)零結(jié)果MSMI算法ZPP算法PI算法McMvPI算法圖3仿真試驗(yàn)結(jié)果圖(有幅相差GNSS World of Chi聃/20lO.2 基于Ma

3、tlab的自適應(yīng)調(diào)零天線建模與仿真作者:吳永欣, 王慧中, WU Yong-xin, WANG Hui-zhong作者單位:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第27研究所,河南,鄭州,450047刊名:全球定位系統(tǒng)英文刊名:GNSS WORLD OF CHINA年,卷(期:2010,35(2被引用次數(shù):0次參考文獻(xiàn)(6條1.王磊;胡永輝;華宇一種自適應(yīng)調(diào)零陣的LCMV算法期刊論文-華東理工大學(xué)學(xué)報(bào) 2007(052.Liang Dong Adaptive Antenna Systems for Mobile Broadband Commutions 20023.何四華;李天偉;韓云東導(dǎo)航戰(zhàn)中GPS干擾技術(shù)的

4、研究期刊論文-艦船電子對(duì)抗 2004(014.Elliott D.K;寇艷紅GPS原理與應(yīng)用 20075.洪大永GPS全球定位系統(tǒng)技術(shù)及其應(yīng)用 19986.袁建平;羅建軍;岳曉奎;方群衛(wèi)星導(dǎo)航原理與應(yīng)用 2003相似文獻(xiàn)(6條1.期刊論文閆魯濱星上Ka波段自適應(yīng)調(diào)零、電控可移點(diǎn)波束天線方案-空間電子技術(shù)2002(2提出一種Ka波段自適應(yīng)調(diào)零、電控可移點(diǎn)波束天線方案.對(duì)星用自適應(yīng)調(diào)零天線的方案進(jìn)行了論證,包括天線形式、自適應(yīng)算法、調(diào)零處理器配置及實(shí)施方案.2.學(xué)位論文徐曉強(qiáng)自適應(yīng)抗干擾調(diào)零天線2008衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)能提供精密的三維坐標(biāo),速度和時(shí)間。但目前的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)湮沒于噪聲中且易被干擾。所以抗

5、干擾技術(shù)是實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星導(dǎo)航功能的關(guān)鍵。在眾多抗干擾技術(shù)中,自適應(yīng)抗干擾調(diào)零天線的抗干擾性能是最好的,而且其性價(jià)比也是最佳的。本文對(duì)自適應(yīng)抗干擾調(diào)零天線中的自適應(yīng)算法和天線陣進(jìn)行了研究,設(shè)計(jì)了自適應(yīng)調(diào)零天線,并對(duì)其抗干擾性能進(jìn)行了模擬。本文的主要內(nèi)容包括:第一章主要介紹了自適應(yīng)抗干擾調(diào)零天線的相關(guān)技術(shù)和發(fā)展?fàn)顩r。根據(jù)參考資料和文獻(xiàn),對(duì)自適應(yīng)抗干擾調(diào)零天線作了簡(jiǎn)要的介紹,并對(duì)國(guó)內(nèi)外自適應(yīng)抗干擾調(diào)零天線技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了研究和討論。第二章主要論述了自適應(yīng)天線基本理論和構(gòu)成。介紹了自適應(yīng)天線的工作原理,對(duì)天線的波束形成方式進(jìn)行了論證,并對(duì)模擬接收系統(tǒng)和數(shù)字接收系統(tǒng)進(jìn)行了分析和對(duì)比。本文所設(shè)計(jì)的自適應(yīng)接收系

6、統(tǒng)選用數(shù)字接收系統(tǒng),并在文中分析了所選用的數(shù)字接收系統(tǒng)的構(gòu)成及工作流程。第三章主要研究自適應(yīng)算法。該部分也是本研究的主要內(nèi)容。根據(jù)衛(wèi)星導(dǎo)航的信號(hào)湮沒于噪聲中且容易被干擾的特點(diǎn),在本次研究中選用功率倒置陣算法。實(shí)現(xiàn)了對(duì)干擾信號(hào)的抑制。本文對(duì)功率倒置陣的幾種收斂算法進(jìn)行了分析和比較,在設(shè)計(jì)中選用了收斂速度較快且受波束合成系統(tǒng)影響較小的RLS收斂算法,并進(jìn)行仿真,仿真結(jié)果表明達(dá)到指標(biāo)要求。在本章中分析了天線陣互耦對(duì)算法的影響,并采用互耦系數(shù)逆矩陣的方法校正互耦。還分析了接收機(jī)系統(tǒng)的幅相不一致對(duì)算法的影響,并對(duì)其均值進(jìn)行量化。估計(jì)出不影響算法實(shí)現(xiàn)功能時(shí),系統(tǒng)允許的通道不一致性大小。第四章主要研究了天線

7、系統(tǒng)中的陣元和天線陣。為了達(dá)到小型圓極化的要求,天線陣的陣元選用微帶天線。在本研究中選取高介電常數(shù)的介質(zhì)基板和在圓形貼片上開四個(gè)槽來(lái)減小天線的尺寸,在貼片邊切角和在貼片的對(duì)角線上選擇合適的饋電點(diǎn)達(dá)到圓極化的目的。并對(duì)陣元進(jìn)行仿真與測(cè)試,其結(jié)果達(dá)到指標(biāo)要求,天線陣的布陣形式選用圓形陣,天線陣的陣元數(shù)為4。對(duì)所設(shè)計(jì)的天線陣進(jìn)行仿真分析,其各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到要求。本研究在參考國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上,通過(guò)選取相應(yīng)的接收系統(tǒng)、自適應(yīng)算法、陣元和天線陣進(jìn)行了自適應(yīng)天線系統(tǒng)的設(shè)計(jì),并對(duì)所設(shè)計(jì)的天線系統(tǒng)中的各個(gè)部分進(jìn)行了仿真和測(cè)試,結(jié)果表明本研究所設(shè)計(jì)的自適應(yīng)天線系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了課題要求。3.期刊論文王永芳

8、.談?wù)怪?Wang Yongfang.Tan Zhanzhong相干干擾對(duì)基于特征空間分解算法性能的影響-中國(guó)空間科學(xué)技術(shù)2007,27(1分析干擾信號(hào)的互相關(guān)性和方向矢量正交性對(duì)接收信號(hào)自相關(guān)矩陣的特征值和特征向量分布的影響.干擾相關(guān)時(shí),會(huì)有信號(hào)特征矢量發(fā)散到噪聲空間,采用基于特征空間分解的自適應(yīng)算法,只有在相干干擾的來(lái)向相同時(shí)才能實(shí)現(xiàn)干擾抑制,否則不能抑制此相干干擾;干擾不相關(guān)時(shí),如果干擾來(lái)向相同,只能檢測(cè)到一個(gè)干擾,但此時(shí)基于特征空間分解的自適應(yīng)算法可實(shí)現(xiàn)干擾抑制.對(duì)MUSIC (multiple signal classification和最小范數(shù)算法的仿真結(jié)果,與理論推導(dǎo)一致.4.期

9、刊論文王華力.陳長(zhǎng)征.韓鋒.甘仲民.WANG Hua-Li.CHEN Chang-zheng.HAN Feng.GAN Zhong-min應(yīng)用于衛(wèi)星多波束天線的自適應(yīng)波束形成算法比較-電子學(xué)報(bào)2001,29(3射頻干擾會(huì)嚴(yán)重影響衛(wèi)星通信鏈路性能,而自適應(yīng)調(diào)零天線是一種有效的衛(wèi)星抗干擾措施.本文對(duì)應(yīng)用于多波束天線的各種自適應(yīng)波束形成算法進(jìn)行對(duì)比分析,理論分析與仿真結(jié)果皆表明,DMI和RLS算法相對(duì)經(jīng)典的LMS算法而言,在收斂速率和輸出信噪干擾比上皆有相當(dāng)?shù)膬?yōu)越性.這些快速算法適合衛(wèi)星通信的干擾抑制應(yīng)用.5.會(huì)議論文王華對(duì)軍事通信衛(wèi)星自適應(yīng)調(diào)零天線陣干擾的研究1997該文從自適應(yīng)調(diào)零天線陣的基本工

10、作原理和系統(tǒng)性能的討論入手,針對(duì)在外界信號(hào)環(huán)境發(fā)生變化時(shí),自適應(yīng)調(diào)零天線陣由暫態(tài)達(dá)到穩(wěn)態(tài)需要一定的時(shí)間,提出了自適應(yīng)調(diào)零天線陣采用閃爍干擾的方法;針對(duì)軍事通信衛(wèi)星自適應(yīng)調(diào)零天線陣所能達(dá)到的分辨率,提出了多點(diǎn)布設(shè)干擾站交替交爍干擾的對(duì)抗方法,并給出了計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)論,證明了此方法的可行性。6.學(xué)位論文萬(wàn)瑞GPS接收機(jī)天線陣列抗干擾算法研究及其FPGA實(shí)現(xiàn)2008GPS技術(shù)在導(dǎo)航、定位及精確打擊等方面產(chǎn)生了重要影響,已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各種武器平臺(tái)上。但是,在干擾環(huán)境下也顯現(xiàn)出許多問(wèn)題。由于其到達(dá)地球表面的信號(hào)極其微弱(-160dBW,在現(xiàn)在復(fù)雜的電磁環(huán)境中容易受到干擾,尤其是C/A碼信號(hào)更易受到

11、干擾,并且隨著導(dǎo)航戰(zhàn)的發(fā)展對(duì)GPS的抗干擾已成為爭(zhēng)取導(dǎo)航資源的有效措施。因此,研究干擾環(huán)境下的GPS接收機(jī)設(shè)計(jì)具有重要意義。受的干擾類型為阻塞式干擾，然后針對(duì)這種干擾類型提出了一種有效的抗干擾技術(shù)-自適應(yīng)調(diào)零天線技術(shù)。接下來(lái)，著重研究了GPS接收機(jī)在此抗干 擾技術(shù)前提下的若干抗干擾方法，并對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)的分析和討論。 研究過(guò)程中，通過(guò)對(duì)最佳化準(zhǔn)則和空域自適應(yīng)濾波的理解，首先對(duì)不同天線陣列結(jié)構(gòu)進(jìn)行了性能仿真和比較分析，然后在對(duì)稱圓形天線陣列的基礎(chǔ) 上對(duì)空域自適應(yīng)算法進(jìn)行了仿真分析，針對(duì)其自由度有限的問(wèn)題接著對(duì)空時(shí)濾波方法做了詳細(xì)討論，在7元對(duì)稱圓形陣列的基礎(chǔ)上仿真說(shuō)明了二者各自的 優(yōu)缺點(diǎn)?？紤]到實(shí)際的干擾環(huán)境和本課題研究的初期階段，因此選用了適合本課題干擾環(huán)境的空域?yàn)V波方法，并對(duì)其自適應(yīng)算法進(jìn)行