卫星导航抗干扰阵列流型测量方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于卫星导航领域，是卫星导航抗干扰天线阵列流型的测量方法。
【背景技术】
[0002] 卫星导航信号到达地球表面的强度约为-130dBm，如此微弱的信号极易受到来自 外界的干扰。干扰源的类型包括大功率宽带压制式干扰、欺骗式干扰等。其中压制式干扰由 于其技术实现难度较小，出现的可能性最大，对卫星导航系统的威胁也最大。目前，主要采 用基于天线的阵列信号处理技术对抗压制式干扰，保护卫星导航接收机不受干扰的影响。 主要的手段有：采用自适应调零处理抑制干扰（将方向图零陷对准干扰）、采用自适应波束 在提升卫星信号强度的同时抑制干扰（将方向图主波束指向有用信号发放，在干扰方向自 动形成零陷）。自适应波束天线由于在调零的基础上增加了阵列的增益，所以抗干扰能力较 单纯的调零天线进一步提升。自适应波束天线是目前卫星导航抗干扰技术研宄的热点。
[0003] 基于天线阵的自适应波束形成方法的理论基础是建立在理想的阵列通道条件下 的，而在实际系统中，各路通道的性能并不理想，存在不同阵元通道的幅度、相位响应不一 致。为了减小阵列通道间的不一致对数字波束形成效果的影响，必须对通道的幅相不一致 性进行校正，所以准确的抗干扰阵列流型测量显得尤为重要的。
[0004] 自适应波束天线由天线阵列、射频电路、AD转换电路以及数字信号处理电路等五 部分组成。来自于天线耦合、电路布局布线、器件的选择等因素都会引起信号幅度和相位的 变化。以往对通道误差的测量主要集中在射频电路及AD转换电路，未考虑天线阵列对通道 不一致性的影响。
【发明内容】
[0005] 为了克服现有技术的不足，本发明提供一种卫星导航抗干扰阵列流型的测量方 法，可以全面有效的测量出接收阵列的响应向量。
[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：
[0007] 步骤一、在自适应波束天线阵面建立三维坐标系，坐标原点为天线阵几何中心， 入射信号s (t)在阵面上的投影与X轴正向夹角为方位角學，与阵面垂直方向为z轴，阵面 上方为Z轴正向，入射信号与Z轴正向的夹角为俯仰角Θ ;将自适应波束天线固定于微波 暗室的二维转台中，阵面坐标系与转台坐标系重合，在距离阵面中心正上方大于3m处向 接收阵面发射用于误差测量的入射信号，转台在水平方向0°~360°范围内转动，步进 角度为Δφ， 2° SAp SiCT，转台在俯仰方向〇°~+90°范围内转动，步进角度为Λ Θ， 360。 〇〇<- 2°彡Λ Θ彡5。，由此整个空域被划分为MXN个待测区域，麗=I，M ?
[0008] 步骤二、对每个待测区域在（e，φ)方向进行接收信号向量的采集，步骤如下：
[0009] a)使入射信号的入射角位于转台坐标系零=0°、Θ = 0°方向；
[0010] b)二维转台水平旋转師角度，设定此时为t时刻，向自适应波束天线阵面发射导 航频段单频信号，将自适应波束天线所有采集到信号正交分解为实部和虚部两部分，输出 在一个t时刻的NumX 1接收列向量1
【主权项】
1. 一种卫星导航抗干扰阵列流型测量方法，其特征在于包括下述步骤： 步骤一、在自适应波束天线阵面建立三维坐标系，坐标原点为天线阵几何中心，入射 信号S(t)在阵面上的投影与X轴正向夹角为方位角Φ，与阵面垂直方向为Z轴，阵面上 方为Z轴正向，入射信号与Z轴正向的夹角为俯仰角Θ ;将自适应波束天线固定于微波 暗室的二维转台中，阵面坐标系与转台坐标系重合，在距离阵面中心正上方大于3m处向 接收阵面发射用于误差测量的入射信号，转台在水平方向0°~360°范围内转动，步进 角度为Δφ，2° SAcpslir，转台在俯仰方向〇°~+90°范围内转动，步进角度为Λ Θ， 360° on? 2°彡Δ Θ彡5°，由此整个空域被划分为MXN个待测区域，M = ^N =^r; 步骤二、对每个待测区域在（β，cp)方向进行接收信号向量的采集，步骤如下： a) 使入射信号的入射角位于转台坐标系響=〇°、Θ = 〇°方向； b) 二维转台水平旋转_r角度，设定此时为t时刻，向自适应波束天线阵面发射导航频 段单频信号，将自适应波束天线所有采集到信号正交分解为实部和虚部两部分，输出在一 个t时刻的NumX 1接收列向量
实中，Num表示 阵元个数，则Χ(〇,Δφ,〇表示入射方向为Θ = 〇、的t时刻接收向量，a表示IQ滤波 后的实部，b表示IQ滤波后的虚部，j表示虚数，％表示在同一方向第X个通道采 集到的实部，I < X < Num，(X)表示在同一方向第X个通道采集到的虚部； c) 固定響不动，在θ = Δ Θ Xn个方向重复步骤b)，η = 1，2,…N，得到NumXN个阵 列接收列向量； d) 重复步骤b)、c)，遍历x.k方向采集阵列接收向量，k = 1，2,…Μ，最终得到 NumXNXM个阵列接收列向量:X(
步骤三、将阵列接收向量XWmfeO:对应的阵列流型用表示，f·表示入射信号 的频率，贝1
对该式进行FFT变换，得到接 收信号在入射信号频率的响应得到每个阵元通道的接收响应：
设定任意一个阵元通道i为参考，则其他阵元通道相对于阵元通道i的阵列流型为
【专利摘要】本发明提供了一种卫星导航抗干扰阵列流型测量方法，根据二维转台在水平方向和俯仰方向的步进角度，将整个空域划分为若干待测区域；采集自适应波束天线阵列在水平方向和俯仰方向的接收向量，并计算对应的阵列流型向量。本发明的测试方法简单易行，适用于卫星导航频段内各系统自适应波束天线阵列流型的测量，测试更加全面，为通道校正提供更加准确的校正数据，减少通道校正计算的复杂度。
【IPC分类】G01S19-21, G01S19-23
【公开号】CN104833986
【申请号】CN201510253441
【发明人】金燕, 谢斌斌, 王晓宇, 张骅
【申请人】中国电子科技集团公司第二十研究所
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年5月13日