北斗接收机抗干扰技术研究及硬件设计
自1964年第一个卫星导航系统在美国建立以来，卫星导航系统已经潜移默化的深入了生活的各个方面。GPS导航系统已经在我国得到了广泛的应用。当前，针对不同的应用场景卫星导航接收机可以分为定位型、测地型、集成型等等。卫星导航系统依靠其服务范围广、定位准确、导航实时性好等优点获得国内外了越来越多的重视。 北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System)是我国正在实施、自主研发并完全独立运行的全球卫星导航系统。“北斗二代”卫星导航定位系统是一个双频段军民两用的测距系统，其打破了美国和俄罗斯在全球导航定位的垄断，随着系统的不断完善，必将在我国的国防安全、经济建设等领域发挥至关重要的作用。但由于北斗信号非常弱的特性，使其容易受到外界窄带信号、宽带信号的干扰或者是敌对势力的蓄意干扰，从而造成北斗接收机的失灵。为了保证北斗接收机可以在复杂的环境下和人为干扰的情况下能够正常工作，本文研究了在射频段的低噪声放大器以及空时抗干扰算法。 本文通过在接收机的射频段利用AGILENT公司的低噪声系数，高增益的AT41511晶体管设计出严格符合北斗接收机要求的低噪声放大器。本文主要利用ADS软件对低噪声放大器进行设计。在保证电路稳定性上本文采用已经成熟的匹配电路和负反馈电路的设计方法。利用ADS软件的等噪声圆和等增益圆选择合适的匹配电路，既考虑到设计的低噪声放大器的噪声性能又兼顾到放大器的增益性能。在设计直流偏置电路过程中增加了电源滤波单元，保证了晶体管直流工作点的稳定性。并且在晶体管的射极加上扼流电感，抑制射频信号对直流偏置电路的影响。本文在抗干扰算法上主要讨论了空时抗干扰算法的空时导向矢量表达式、最优权值的求解过程和最终结果。结合空时抗干扰技术，本文研究了不同天线阵在空时抗干扰中的作用以及在设计空时抗干扰天线阵时应该采用的阵元间隔。本文利用MATLAB工具对不同天线数对阵元分辨率的影响给出了仿真结果，给出了不同天线阵的空时影响，利用改善因子获得三种天线阵在抗干扰上的改善性能。从改善因子的仿真的结果得到了三种天线阵在抗干扰效果上的特点。三种天线阵在都具有良好的抗干扰效果。本文采用直线阵的方式，利用DSP的高速处理能力，以及FPGA可编程性完成了对四元天线阵的空对抗干扰的硬件设计，利用FPGA开发板得到了空时响应的最优加权系数。利用MATLAB对FPGA处理后的数据进行相干捕获，最后的结果验证了空时抗干扰模块的可用性。
北斗卫星导航系统;北斗接收机;抗干扰技术;硬件设计
中国海洋大学
硕士
信号与信息处理
张浩
2015
中文
TN967.1
69
2016-01-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）