基于矩陣重構(gòu)的功率倒置算法研究

任 遠(yuǎn) 劉 翔 羅丁利

(西安電子工程研究所 西安 710100)

0 引言

GPS(Global Position System)是美國在1973年開始研制的衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)，具有高精度、全天候、全球覆蓋、方便靈活等特點。時至今日，GPS系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用在軍事、航天、航空、測繪、通訊等各個行業(yè)，為美國帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)和軍事效益，也引起了世界各國對全球定位導(dǎo)航系統(tǒng)的密切關(guān)注;憧憬于非常廣闊的應(yīng)用前景和巨大的商業(yè)市場，中國、俄羅斯、歐盟、日本都在發(fā)展自己的衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)。采用碼分多址的GPS信號具有一定的抗干擾能力，但是由于 GPS衛(wèi)星距離地球表面大約20000km，加之信號發(fā)射功率低，GPS接收機(jī)天線接收到的GPS信號強(qiáng)度低于環(huán)境熱噪聲基底大約為20dB［1］。面對日益復(fù)雜的電磁環(huán)境，干擾抑制處理的重要性日趨突出。

目前研究中常見的干擾抑制技術(shù)有時域，空域和空時域三大類。基于功率倒置(Power Inversion，PI)算法的自適應(yīng)調(diào)零天線被證明是一種簡單有效的空域濾波干擾抑制技術(shù)。該算法在不要求期望信號的波達(dá)方向等先驗信息的情況下使天線陣列方向圖在干擾入射方向形成零陷，而且干擾強(qiáng)度越大，對應(yīng)零陷越深［2-3］。在不改變GPS接收機(jī)原有結(jié)構(gòu)的前提下，將接收機(jī)天線更換為PI天線陣列系統(tǒng)，顯著增強(qiáng)了接收機(jī)的抗干擾能力，易于工程實現(xiàn)。但是功率倒置算法對弱干擾進(jìn)行抑制時，天線陣列方向圖對應(yīng)零陷深度不夠，干擾抑制效果不理想。

本文以等距線陣為例，詳細(xì)闡述了PI算法的基本原理，并且通過公式推導(dǎo)揭示了PI算法的本質(zhì)，針對弱干擾抑制能力不足的缺點提出一種基于矩陣重構(gòu)的PI改進(jìn)算法。……