兩種GPS天線陣列抗干擾算法研究及仿真①

尹 勇，王 輝，靳鵬飛

（中國空空導彈研究院，河南 洛陽471009）

0 引 言

GPS用戶接收到的民用L1C／A碼信號的最低功率電平僅有－159.6dBW，極易被干擾。根據試驗，1W的干擾機可以使22km范圍內的民用GPS接收機無法工作［1]。即使是GPS軍碼接收機，其抗干擾能力也不強。GPS用戶端的抗干擾能力直接關系到戰時該類武器作戰效能的發揮。目前，國外已經工程化的抗干擾技術主要有：自適應調零和自適應波束形成技術［2]。

1 自適應天線陣列數學描述

1.1 自適應天線陣列

自適應天線陣列由多個天線單元組成，每一個天線后有一個加權器，根據某種準則自適應地確定加權器復系數，對天線輸出信號的幅度和相位進行調整，形成抗干擾所需要的天線陣列方向圖，從而實現空域濾波［3]。其原理示意如圖1。這個過程中，確定準則，解算最優加權器復系數向量Wopt是實現算法的關鍵。

1.2 陣列天線的數學模型［3]

假設空間信號源的載波為ej2πfct，設坐標原點的接收信號為s（t）ej2πfct，則距基準點r處的振元接收信號表示為

圖1 自適應天線陣列的原理示意見圖

式中：k是波數向量；α＝k／│k│表示電波傳播方向，為單位向量；│k│＝2πfc／c＝2π／λ為波數（弧度／長度）。rTα／c表示信號在r處相對于基準點的延遲時間。

2 自適應陣列抗干擾原理及算法仿真［3，5]

目前工程中應用較多的GPS抗干擾技術主要有：自適應調零，波束形成兩種。

2.1 基于LMS算法的自適應調零技術

以4元自適應天線陣為例，進行GPS自適應調零抗干擾技術分析。正方形邊長取λ／2，如圖2所示。

圖2 正方形平行布陣

該天線陣列的方向矩陣為 A＝（cosθsinφ，sinθsinφ，cosφ）。……