导航战及其对抗技术中

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1、导航战及其对抗技术(中)+刘天雄第二十讲5.5抗干扰技术12日>美国国会预算formilitaryusers:plansandnew_pubs.Octobci利用GPS接收机屮的门动增益控制器控制下变频器的输入图2()有效干扰范围与干扰机信号功率Z间的尖系在接收BLOCK-IIF以及未来BLOCK-IIIA型GPS导航卫星播发的导航信号过程中，美国先进军用GPS接收机(DAGR)以及改逬型DAGR接收机的抗干扰能力曲线如图20所示，图中横坐标为有效干扰范阴(单位英里)，纵坐标为干扰机信号功率(单位1.OE-12瓦)，详见2012年12月办公室在其网站发表的文章：The

2、GPScurrcntmodemizationalternatives,http://www.cbo.gov/2011。为T解;夬GPS信号抄干扰的不丘问倾>可以存GPS榜机的接收天线(Antenna)“前逍放大器(ReceiverFrontEnd)、自动增益控制器(AutomaticGainCcontrol)、下变频器(downconverter)、模数转换器(AnalogtoDigitaConverter)、伪码跟踪环路(CodeTrackingLoop)・载波踞踪环路(CarrierTrackingLoop)及导航滤波器(NavigatiorFilter)等环节采

3、取抗干扰技术，如图21所示。5.5.1射频干扰检测技术Antenne图21GPS接收机导航信号接收链路示电压，來测星射频干扰信号的干信比，其优点是不需要接收机跟踪GPS信号来确定射频干扰信号的出现。当干扰信号影响GPS信号的完整性时，射频信号干扰检测模块发出警告信息，如图22所示，同时计算出GPS接收机天线和前端输入的射频干扰信号的功率。在GPS接收机的数字接收通道以及信号处理器中采用码环和载波环增强技术，利用窄的码环和敦波跟踪环滤波器，提高接收机的抗干扰能力2013年5月，美国GPS系统卫星有效载荷硏制方ITTExclis公司研制成功新型GPS干扰源检测定位设备"s

4、ignalsentry1000-「该产品能够自动址知并定位任何有意或无意的GPS干扰信号源，同时显示干扰源的经度・纬度和海拔高度信息。GPS干扰源位置可以直观地显示在电子地图上，如图23所示。5.5.2时域/频域滤波技术在GPS接收机的数字接收通道前端增加数字中频滤波环节■特别是采用窄带干扰处理技术，将离散傅立叶变换技术用在数字中频信号的数字信号处理中，例如频域幅度处理技术>如果没有射频干扰信号，热噪声功率谱在频域中是比较均匀的，如果在信号中存在射频窄带干扰信号，它将在热噪声功率谱中出现明显异常谱线，这种异常谱线在离敬傅立叶变换求逆前被滤波掉。一•般的GPS接收机采用

5、截止频率特性比较陡的无源滤汲器‘用來抑制较大的GPS信号（L1频点的1575.42MHz信号和L2频点的1227.6MHz信号）的带外干扰；在接收机的前置放大器中壇加限幅器，用限幅器来阻止脉冲干扰，保护前置放大器不受大功率图22干扰检测模块发出警告信息063阳麻Sateliteclassroo课堂图23GPS干扰源位遗可以直观地显示在屯子地图上行处理肩反馈调节微波网络「使各阵元的増益和相位发生变化，从而在天线阵的方向图中产生对着干扰源方向的零点，以降低干扰的性能，可控接收方向图天线CRPA(ControlledReceptionPatternAntenna)如图24所

6、示。零点的个数由阵元的个数决定，理论上N元阵可以控制NJ个零点。理想情况下>自适应天线可使GPS接收机的抗干扰能力提高/1()dB〜50dB。自适应调零夭线技术是捉高GPS接收机抗干扰能力的璽要方法>自适应调零天线技术的发展趋势是与全数字化接收机集成，受控相移单元放在数字化中频或基带中，形成了全数字化抗干扰方案。波音公司改进型联合直接攻击弹药(JDAM)上装备的GPS接收机天线采用了由4根天线组成的直径为15cm苣半球形天线阵，其中一根天线在球顶点>其余三根均匀分布在半球上°但空域滤波技术也存在一些不足，首先空域滤波技术基于窄带假设，对于宽带干扰的处理效果并不理想；其

7、次空域滤波技术难以处理相干干扰和多径干扰：再次如果一个干扰源离某颗GPS卫星的角度间隔很近，针对该干扰的自适应调零扌音施也将使得该颗卫星的信号被有效哀减并导致有效信号不可用；最后是在实际应用中>口适应调零天线的阵元尺寸不能太大、阵元数最不能太多・阵元功耗不能太高，从而降低了自适应天线阵的抗干扰性能。554空时自适应技术脉冲信号的干扰；在6戸5接收机中的前置放大器和下变频器处増加干扰信号滤波器「使得GPS接收机不易受到带外强功率干扰。5.5.3空域滤波技术将自适应天线阵列技术用于GPS接收机的接收天线环节•口适应调零天线阵是包括多个阵元，阵中各个天线与