卫星自适应调零技术对抗方法研究

《卫星自适应调零技术对抗方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第26卷第3期航天电子对抗卫星自适应调零技术对抗方法研究林锦顺，丰涛，陈斌辉，蒋春山(中国电子科技集团公司第三十六研究所，浙江嘉兴314001)摘要：自适应调零技术作为通信抗干扰的一种重要手段，在信息及其对抗的斗争中得到应用和重视，特别是在高轨卫星通信中广泛使用该技术。对其基本原理进行了详细分析，并提出了相应的对抗策略和需要解决的一些关键技术。关键词：自适应；调零；抗干扰；零陷中图分类号：TN975文献标识码：AStudy册co岫temleasureagaillstsatelliteadaptiv

2、enuU’steeringtechniq眦LinJinshun，FengTao，ChenBinhui，JiangChunshan(No．36InstituteofCETC，Jiaxing314001，Zhejiang，China)Abst髓ct：Asanimportantanti—jammingmeasureforcommunication，adaptivenull一steeringtechniqueisappliedandplaysanimportantroleininformationandi

3、tscountermeasureespeciallyinHE0satellitecommuni—cation．Detailedanalysisoffundamentalprincipleofthistechniqueisprovidedandpropercountermeasuretac—ticsandcriticaltechniquestobedevelopedareputforward．1(eywoI’ds：adaptive；null—steer；anti-jamming；null1引言对于无

4、线通信系统，干扰源首先从天线进入接收系统，从而破坏或削弱无线电通信系统的使用效能，而自适应天线阵列就是无线通信系统抵抗干扰源的第一道关卡，在干扰比信号强得多的情况下，让己方的通信信号通过，将敌方的干扰信号抑制掉。自适应调零天线阵列的抗干扰性能，使得单纯地提高干扰系统功率的方法不再有效，这就要求对抗方探索新的干扰策略。2自适应调零技术分析星载天线实现多波束形成的类型有相控阵天线和多波束天线两种。前者通过控制天线单元的馈电相位，极其灵活地实现波束扫描或快速跳变，并能获得良好的空间(调零)分辨特性。但相

5、控阵天线用作卫星天线时，其波束覆盖性能往往难以满足要求。与之相反，多波束天线利用同一天线口径形成多个独立且相互重叠的窄波束，虽然调零分辨率不及相控阵天线，但可以实现波束的最佳空域覆盖，并且易于在干扰源方向形成具有宽带特性的零点。从国外通信卫星的实际应用收稿日期：2010—01—15；2010—02—24修回。作者简介：林锦顺(1976一)，男，高工．主要从事信号接收技术研究。状况来看，相控阵天线比较适合工作在UHF较低频段的卫星移动场合(一般为中、低轨道卫星)，而在较高的SHF或EHF频段的卫星通

6、信时，普遍采用多波束天线体制。多波束自适应阵列天线系统如图1所示，其主要组成单元包括：多波束天线、多通道信道接收机、数字波束形成(DBF)网络、自适应处理器。数字波束形成的作用是通过将各个波束加权求和之后，在输出时形成一个具有干扰零陷的抽象波束，等效为接收天线的波束形状产生自适应变化。而自适应处理器用来调整波束形成网络中的可变加权系数，是整个系统的核心。天馈部件及接收机高频前端数字波束形成网络图1多波束自适应阵列天线系统从本质上看，天线自适应调零是一个信号处理过程。DBF技术的发展使天线信号处理可

7、全部在取样2航天电子对抗2010(3)后用数字方法来完成，因而提供了不失真地进行多种复杂信号处理的可能性，也就是说，DBF技术可将各阵元的接收信号转换到基带，由A／D转换器转换成数字信号，然后对数字信号作加权等处理，形成所需波束。实现自适应处理的基本算法有：信噪比最大仡算法(SNR)、最小均方误差算法(LMS)、采用矩阵求逆算法(SMI)、最小二乘法(LS)等。基于LMS和SNR算法的闭环自适应处理器实现简单，它们的主要缺点是收敛速度慢，算法性能对信号协方差矩阵的特征值散布很敏感。随着数字处理技术

8、的发展，应用SMI等算法的开环自适应处理器逐渐受到重视，SMI算法是利用取样信号协方差矩阵来直接估计自适应加权系数的。这一算法的优点是能够实现与特征值散布无关的最快收敛速率，但需要高性能的数字处理器来完成矩阵求逆运算，否则会出现数值计算不稳定导致系统性能下降。而递归最小二乘法(RLS)是一种数据域递归算法，在收敛速率和特征值散布度的关系上具有同SMI一样的不敏感性。采用DBF技术，天线系统能利用方向图的变化，自适应地调整波束的零点位置，使之对准干扰源方向，降低干扰信号电平，以抑制干