CN117075154A - 卫星导航阵列抗干扰接收机在给定场景下的载噪比估计方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种卫星导航阵列抗干扰接收机在给定场景下的载噪比估计方法。所述方法包括:根据接收机的三阶交调分量的功率进行损耗计算,得到载噪比损耗;根据卫星导航阵列抗干扰接收机的数模转换器有效位计算采样量化后的信噪比,利用信噪比和载噪比损耗计算得到接收机采样量化引起的载噪比损耗;对卫星导航阵列抗干扰接收机的天线阵列接收到的阵列信号进行计算,根据得到的相关矩阵计算得到抗干扰权值,利用抗干扰权值估计卫星导航阵列抗干扰接收机的阵列输出信干噪比,根据阵列输出信干噪比计算得到载噪比。采用本方法能够获取卫星导航阵列抗干扰接收机在一个完整的任务周期中各个时刻的载噪比并且降低实现代价。
Description
技术领域
本申请涉及卫星导航技术领域,特别是涉及一种卫星导航阵列抗干扰接收机在给定场景下的载噪比估计方法。
背景技术
卫星导航系统可为用户提供全天时、全天候、高精度的定位和授时服务,已经在航空、电力、金融、交通运输、通信等领域得到了广泛的应用。随着科技朝着无人化、智能化的方向发展,可以预见卫星导航的地位和作用将进一步凸显。电磁干扰是卫星导航面临的主要威胁之一,当卫星导航接收机受到电磁干扰时,其接收到的卫星信号的载噪比将下降,导致定位精度恶化,当载噪比下降到信号跟踪门限以下时,卫星导航接收机将失去对卫星信号的跟踪导致无法定位。研究表明,一个发射功率1瓦的电磁干扰就可以导致数公里范围内的卫星导航接收机无法正常工作。为应对电磁干扰的威胁,学术界和工业部门提出了多种卫星导航抗干扰方法。其中基于阵列天线的自适应调零技术被证明最为有效,并且已经成为了高价值平台中采用的主流方案,采用这种抗干扰技术的卫星导航接收机也称为卫星导航阵列抗干扰接收机。载噪比是评价卫星导航接收机定位授时性能的重要指标,它直接决定了卫星导航接收机能否正常工作以及定位精度有多高。卫星导航阵列抗干扰接收机的载噪比与具体的使用场景密切相关,卫星信号和干扰的数目、功率、入射方向等场景参数都会影响其载噪比。即使给定了场景参数,卫星导航阵列抗干扰接收机的载噪比还取决于硬件的非线性度和采用的抗干扰准则,其映射关系较为复杂,目前尚无公开可用的模型。
为了获得卫星导航阵列抗干扰接收机的在给定场景下的载噪比,目前主要依靠实测的手段。通常在暗室或外场环境施加干扰模拟真实的使用场景,直接测试其输出的载噪比。这种方法的优点是评估结果精准,与实际一致,但缺点也非常明显。一是实测的工程量大、对场地和环境要求苛刻,实现代价高;二是实测只能获得若干有限场景的载噪比,难以遍历卫星导航阵列抗干扰接收机在一个完整的任务周期中各个时刻的载噪比。
发明内容
基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种能够获取卫星导航阵列抗干扰接收机在一个完整的任务周期中各个时刻的载噪比并且降低实现代价的卫星导航阵列抗干扰接收机在给定场景下的载噪比估计方法。
一种卫星导航阵列抗干扰接收机在给定场景下的载噪比估计方法,所述方法包括:
获取卫星导航阵列抗干扰接收机的输入功率和接收机自身的三阶交调截取点;
根据输入功率和接收机自身的三阶交调截取点进行计算,得到接收机的三阶交调分量的功率;
将三阶交调分量等效为热噪声,根据接收机的三阶交调分量的功率进行损耗计算,得到三阶交调引起的载噪比损耗;
根据卫星导航阵列抗干扰接收机的数模转换器有效位计算出数模转换器输入经采样量化后的信噪比,利用信噪比和三阶交调引起的载噪比损耗计算得到接收机采样量化引起的载噪比损耗;
根据三阶交调引起的载噪比损耗和接收机采样量化引起的载噪比损耗计算得到三阶交调损耗和采样量化损耗后的噪声功率;
利用噪声功率对卫星导航阵列抗干扰接收机的天线阵列接收到的阵列信号进行计算,得到阵列信号的相关矩阵;
根据相关矩阵计算得到抗干扰权值,利用抗干扰权值估计卫星导航阵列抗干扰接收机的阵列输出信干噪比,根据阵列输出信干噪比计算得到载噪比。
在其中一个实施例中,根据输入功率和接收机自身的三阶交调截取点进行计算,得到接收机的三阶交调分量的功率,包括:
根据输入功率和接收机自身的三阶交调截取点进行计算,得到接收机的三阶交调分量的功率为
PIM3=OIP3-3·(IIP3-Pin)
其中,OIP3为接收机的输出三阶交调截取点,IIP3为接收机的输入三阶交调截取点,PIM3为接收机的三阶交调分量的功率,Pin为输入功率,M为干扰的数目,Pjm为接收机天线口面接收到的第m个干扰的功率。
在其中一个实施例中,将三阶交调分量等效为热噪声,根据接收机的三阶交调分量的功率进行损耗计算,得到三阶交调引起的载噪比损耗,包括:
将三阶交调分量等效为热噪声,根据接收机的三阶交调分量的功率进行损耗计算,得到三阶交调引起的载噪比损耗为
N0=k·F·T
其中,Rc为信号中扩频码的码率,Q为抗干扰品质因数,N0为接收机的噪声谱密度,k为玻尔兹曼常数,T为噪声温度,F为接收机的噪声系数。
在其中一个实施例中,根据卫星导航阵列抗干扰接收机的数模转换器有效位计算出数模转换器输入经采样量化后的信噪比,包括:
根据卫星导航阵列抗干扰接收机的数模转换器有效位计算出数模转换器输入经采样量化后的信噪比为
SNR=6.02·b+1.76
其中,b为数模转换器有效位。
在其中一个实施例中,利用信噪比和三阶交调引起的载噪比损耗计算得到接收机采样量化引起的载噪比损耗,包括:
利用信噪比和三阶交调引起的载噪比损耗计算得到接收机采样量化引起的载噪比损耗为
其中,B为接收机的前端带宽,N0为接收机的噪声谱密度,L1为三阶交调引起的载噪比损耗,Pin为输入功率。
在其中一个实施例中,利用噪声功率对卫星导航阵列抗干扰接收机的天线阵列接收到的阵列信号进行计算,得到阵列信号的相关矩阵,包括:
利用噪声功率对卫星导航阵列抗干扰接收机的天线阵列接收到的阵列信号进行计算,得到阵列信号的相关矩阵为
σ2=L1·L2·N0·B
其中,K为接收机接收到的卫星信号的数目,Psk为接收机天线口面接收到的第k个卫星信号的功率,ak为第k个卫星信号的导向矢量,bm为第m个干扰的导向矢量,M为干扰的数目,(·)H表示共轭转置,σ2为三阶交调损耗和采样量化损耗后的噪声功率,I为N维单位矩阵,Pjm为接收机天线口面接收到的第m个干扰的功率。
在其中一个实施例中,根据相关矩阵计算得到抗干扰权值,包括:
根据相关矩阵计算得到抗干扰权值为
其中,c为约束矢量,(·)H表示共轭转置。
在其中一个实施例中,利用抗干扰权值估计卫星导航阵列抗干扰接收机的阵列输出信干噪比,包括:
利用抗干扰权值估计卫星导航阵列抗干扰接收机的阵列输出信干噪比为
其中,w为抗干扰权值,(·)H表示共轭转置,Psi表示接收机天线口面接收到的第i个卫星信号的功率,ai表示第i个卫星信号的导向矢量,Psk为接收机天线口面接收到的第k个卫星信号的功率,ak为第k个卫星信号的导向矢量,bm为第m个干扰的导向矢量,M为干扰的数目,(·)H表示共轭转置,σ2为考虑了三阶交调损耗和采样量化损耗后的噪声功率,I为N维单位矩阵,Pjm为接收机天线口面接收到的第m个干扰的功率,K为接收机接收到的卫星信号的数目。
在其中一个实施例中,根据阵列输出信干噪比计算得到载噪比,包括:
根据阵列输出信干噪比计算得到载噪比为
CNRo=SINR+10lg(B)
其中,B为接收机的前端带宽。
上述卫星导航阵列抗干扰接收机在给定场景下的载噪比估计方法,首先根据接收机的输入功率和接收机自身的三阶交调截取点进行计算,得到接收机的三阶交调分量的功率,将三阶交调分量等效为热噪声,根据接收机的三阶交调分量的功率进行损耗计算,得到三阶交调引起的载噪比损耗,根据卫星导航阵列抗干扰接收机的数模转换器有效位计算出数模转换器输入经采样量化后的信噪比,利用信噪比和三阶交调引起的载噪比损耗计算得到接收机采样量化引起的载噪比损耗,根据三阶交调引起的载噪比损耗和接收机采样量化引起的载噪比损耗计算得到三阶交调损耗和采样量化损耗后的噪声功率;利用噪声功率对卫星导航阵列抗干扰接收机的天线阵列接收到的阵列信号进行计算,得到阵列信号的相关矩阵,根据相关矩阵计算得到抗干扰权值,利用抗干扰权值估计卫星导航阵列抗干扰接收机的阵列输出信干噪比,根据阵列输出信干噪比计算得到载噪比,通过提炼影响卫星导航阵列抗干扰接收机载噪比的关键参数,并通过模型推演的方式来估计接收机在给定场景下的载噪比,极大简化了评估过程,提高了评估效率,解决了传统实测方法工程量大、代价高的问题,为遍历接收机在整个任务行动中的抗干扰性能提供了可能,能够获取卫星导航阵列抗干扰接收机在一个完整的任务周期中各个时刻的载噪比。本发明方法可为评估卫星导航接收机遂行各种任务时的定位授时性能提供手段和依据,也可用于指导卫星导航阵列抗干扰接收机的设计。
附图说明
图1为一个实施例中一种卫星导航阵列抗干扰接收机在给定场景下的载噪比估计方法的流程示意图;
图2为一个实施例中卫星导航阵列抗干扰接收机在给定场景下的载噪比估计结果图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
在一个实施例中,如图1所示,提供了一种卫星导航阵列抗干扰接收机在给定场景下的载噪比估计方法,包括以下步骤:
步骤102,获取卫星导航阵列抗干扰接收机的输入功率和接收机自身的三阶交调截取点;根据输入功率和接收机自身的三阶交调截取点进行计算,得到接收机的三阶交调分量的功率。
接收机自身的三阶交调截取点包括接收机的输出三阶交调截取点和接收机的输入三阶交调截取点,这两个参数是本申请提炼的关键参数,用于后续进行接收机的相关功率计算。
步骤104,将三阶交调分量等效为热噪声,根据接收机的三阶交调分量的功率进行损耗计算,得到三阶交调引起的载噪比损耗。
将三阶交调分量等效为热噪声,通过信号中扩频码的码率,抗干扰品质因数,玻尔兹曼常数,噪声温度,接收机的噪声系数等关键参数进行载噪比损耗计算。
步骤106,根据卫星导航阵列抗干扰接收机的数模转换器有效位计算出数模转换器输入经采样量化后的信噪比,利用信噪比和三阶交调引起的载噪比损耗计算得到接收机采样量化引起的载噪比损耗。
采样量化由接收机的AD(模数转换器)完成,首先根据接收机的AD有效位计算出AD输入经采样量化后的信噪比,进一步,利用信噪比计算接收机采样量化引起的载噪比损耗。
步骤108,根据三阶交调引起的载噪比损耗和接收机采样量化引起的载噪比损耗计算得到三阶交调损耗和采样量化损耗后的噪声功率;利用噪声功率对卫星导航阵列抗干扰接收机的天线阵列接收到的阵列信号进行计算,得到阵列信号的相关矩阵。
步骤110,根据相关矩阵计算得到抗干扰权值,利用抗干扰权值估计卫星导航阵列抗干扰接收机的阵列输出信干噪比,根据阵列输出信干噪比计算得到载噪比。
在阵列信号的相关矩阵的计算过程中根据阵列天线的阵元数目和约束矢量等关键参数来计算,并根据相关矩阵计算得到抗干扰权值,利用抗干扰权值估计卫星导航阵列抗干扰接收机的阵列输出信干噪比,根据阵列输出信干噪比计算得到载噪比,通过提炼影响卫星导航阵列抗干扰接收机载噪比的关键参数,并通过模型推演的方式来估计接收机在给定场景下的载噪比,极大简化了评估过程,提高了评估效率,解决了传统实测方法工程量大、代价高的问题,为遍历接收机在整个任务行动中的抗干扰性能提供了可能,能够获取卫星导航阵列抗干扰接收机在一个完整的任务周期中各个时刻的载噪比
上述卫星导航阵列抗干扰接收机在给定场景下的载噪比估计方法中,首先根据接收机的输入功率和接收机自身的三阶交调截取点进行计算,得到接收机的三阶交调分量的功率,将三阶交调分量等效为热噪声,根据接收机的三阶交调分量的功率进行损耗计算,得到三阶交调引起的载噪比损耗,根据卫星导航阵列抗干扰接收机的数模转换器有效位计算出数模转换器输入经采样量化后的信噪比,利用信噪比和三阶交调引起的载噪比损耗计算得到接收机采样量化引起的载噪比损耗,根据三阶交调引起的载噪比损耗和接收机采样量化引起的载噪比损耗计算得到三阶交调损耗和采样量化损耗后的噪声功率;利用噪声功率对卫星导航阵列抗干扰接收机的天线阵列接收到的阵列信号进行计算,得到阵列信号的相关矩阵,根据相关矩阵计算得到抗干扰权值,利用抗干扰权值估计卫星导航阵列抗干扰接收机的阵列输出信干噪比,根据阵列输出信干噪比计算得到载噪比,通过提炼影响卫星导航阵列抗干扰接收机载噪比的关键参数,并通过模型推演的方式来估计接收机在给定场景下的载噪比,极大简化了评估过程,提高了评估效率,解决了传统实测方法工程量大、代价高的问题,为遍历接收机在整个任务行动中的抗干扰性能提供了可能,能够获取卫星导航阵列抗干扰接收机在一个完整的任务周期中各个时刻的载噪比。本发明方法可为评估卫星导航接收机遂行各种任务时的定位授时性能提供手段和依据,也可用于指导卫星导航阵列抗干扰接收机的设计。
在其中一个实施例中,根据输入功率和接收机自身的三阶交调截取点进行计算,得到接收机的三阶交调分量的功率,包括:
根据输入功率和接收机自身的三阶交调截取点进行计算,得到接收机的三阶交调分量的功率为
PIM3=OIP3-3·(IIP3-Pin)
其中,OIP3为接收机的输出三阶交调截取点,IIP3为接收机的输入三阶交调截取点,PIM3为接收机的三阶交调分量的功率,Pin为输入功率,M为干扰的数目,Pjm为接收机天线口面接收到的第m个干扰的功率。
在其中一个实施例中,将三阶交调分量等效为热噪声,对接收机的三阶交调分量的功率进行损耗计算,得到载噪比损耗,包括:
将三阶交调分量等效为热噪声,根据接收机的三阶交调分量的功率进行损耗计算,得到三阶交调引起的载噪比损耗为
N0=k·F·T
其中,Rc为信号中扩频码的码率,Q为抗干扰品质因数,N0为接收机的噪声谱密度,k为玻尔兹曼常数,T为噪声温度,F为接收机的噪声系数。
在其中一个实施例中,根据卫星导航阵列抗干扰接收机的数模转换器有效位计算出数模转换器输入经采样量化后的信噪比,包括:
根据卫星导航阵列抗干扰接收机的数模转换器有效位计算出数模转换器输入经采样量化后的信噪比为
SNR=6.02·b+1.76
其中,b为数模转换器有效位。
在其中一个实施例中,利用信噪比和三阶交调引起的载噪比损耗计算得到接收机采样量化引起的载噪比损耗,包括:
利用信噪比和三阶交调引起的载噪比损耗计算得到接收机采样量化引起的载噪比损耗为
其中,B为接收机的前端带宽,N0为接收机的噪声谱密度,L1为三阶交调引起的载噪比损耗,Pin为输入功率。
在其中一个实施例中,利用噪声功率对卫星导航阵列抗干扰接收机的天线阵列接收到的阵列信号进行计算,得到阵列信号的相关矩阵,包括:
利用噪声功率对卫星导航阵列抗干扰接收机的天线阵列接收到的阵列信号进行计算,得到阵列信号的相关矩阵为
σ2=L1·L2·N0·B
其中,K为接收机接收到的卫星信号的数目,Psk为接收机天线口面接收到的第k个卫星信号的功率,ak为第k个卫星信号的导向矢量,bm为第m个干扰的导向矢量,M为干扰的数目,(·)H表示共轭转置,σ2为考虑了三阶交调损耗和采样量化损耗后的噪声功率,I为N维单位矩阵,Pjm为接收机天线口面接收到的第m个干扰的功率。
在具体实施例中,先利用根据三阶交调引起的载噪比损耗和接收机采样量化引起的载噪比损耗计算得到三阶交调损耗和采样量化损耗后的噪声功率为
σ2=L1·L2·N0·B;
再利用噪声功率对卫星导航阵列抗干扰接收机的天线阵列接收到的阵列信号进行计算。
当使用场景给定时,卫星信号的数目、功率和俯仰角,干扰的数目、功率和俯仰角以及阵列天线的相对坐标均可由场景参数中获得。
在其中一个实施例中,根据相关矩阵计算得到抗干扰权值,包括:
根据相关矩阵计算得到抗干扰权值为
其中,c为约束矢量,(·)H表示共轭转置。
在具体实施例中,抗干扰权值w为N维列矢量。约束矢量c也为N维列矢量,由阵列抗干扰准则确定,例如采用自适应调零准则时,约束矢量的第1个元素为1,其余元素都为0,采用波束指向准则时,约束矢量等于波束指向的卫星信号的导向矢量,接收机的抗干扰准则是本申请提炼的关键参数。
在其中一个实施例中,利用抗干扰权值估计卫星导航阵列抗干扰接收机的阵列输出信干噪比,包括:
利用抗干扰权值估计卫星导航阵列抗干扰接收机的阵列输出信干噪比为
其中,w为抗干扰权值,(·)H表示共轭转置,Psi表示接收机天线口面接收到的第i个卫星信号的功率,ai表示第i个卫星信号的导向矢量,Psk为接收机天线口面接收到的第k个卫星信号的功率,ak为第k个卫星信号的导向矢量,bm为第m个干扰的导向矢量,M为干扰的数目,(·)H表示共轭转置,σ2为考虑了三阶交调损耗和采样量化损耗后的噪声功率,I为N维单位矩阵,Pjm为接收机天线口面接收到的第m个干扰的功率,K为接收机接收到的卫星信号的数目。
在其中一个实施例中,根据阵列输出信干噪比计算得到载噪比,包括:
根据阵列输出信干噪比计算得到载噪比为
CNRo=SINR+10lg(B)
其中,B为接收机的前端带宽。
在具体实施例中,如图2所示,在本实施例中,使用场景为卫星导航阵列抗干扰接收机平放于微波暗室中转台上,转台以1度每秒的速度匀速转动一周。该场景下具体的场景参数如下:干扰数目为2个,达到接收机天线口面的功率均为-40dBm,入射的俯仰角分别为6度、10度,初始方位角分别为60度、120度,干扰类型为高斯宽带干扰,抗干扰品质因数为2.22;卫星信号的数目为1个,信号为北斗B3频点BPSK信号,码速率为10.23Mcps,达到接收机天线口面的功率为-130dBm,入射的俯仰角为80度,初始方位角为0度。阵列天线为半径为卫星信号半波长的中心圆阵。本发明方法提炼的关键参数如下:输出三阶交调截取点为33dBm、输入三阶交调截取点为18dBm,接收机噪声系数为2dB,AD有效位为14比特,阵列天线的阵元数目为7,采用的阵列抗干扰准则为自适应调零准则。图2中横坐标为接收机转动过程中卫星信号的方位角,纵坐标为接收机输出的载噪比,从图中可以看出,本方法估计的结果与实测结果吻合较好,误差在3dB以内。本方法完全基于模型进行推算,因此相比于实测方法极大简化了评估过程,降低了评估的成本。
应该理解的是,虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,图1中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种卫星导航阵列抗干扰接收机在给定场景下的载噪比估计方法,其特征在于,所述方法包括:
获取卫星导航阵列抗干扰接收机的输入功率和接收机自身的三阶交调截取点;
根据所述输入功率和接收机自身的三阶交调截取点进行计算,得到接收机的三阶交调分量的功率;
将三阶交调分量等效为热噪声,根据所述接收机的三阶交调分量的功率进行损耗计算,得到三阶交调引起的载噪比损耗;
根据卫星导航阵列抗干扰接收机的数模转换器有效位计算出数模转换器输入经采样量化后的信噪比,利用所述信噪比和三阶交调引起的载噪比损耗计算得到接收机采样量化引起的载噪比损耗;
根据所述三阶交调引起的载噪比损耗和接收机采样量化引起的载噪比损耗计算得到三阶交调损耗和采样量化损耗后的噪声功率;
利用所述噪声功率对卫星导航阵列抗干扰接收机的天线阵列接收到的阵列信号进行计算,得到阵列信号的相关矩阵;
根据所述相关矩阵计算得到抗干扰权值,利用所述抗干扰权值估计所述卫星导航阵列抗干扰接收机的阵列输出信干噪比,根据所述阵列输出信干噪比计算得到载噪比。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述输入功率和接收机自身的三阶交调截取点进行计算,得到接收机的三阶交调分量的功率,包括:
根据所述输入功率和接收机自身的三阶交调截取点进行计算,得到接收机的三阶交调分量的功率为
PIM3=OIP3-3·(IIP3-Pin)
其中,OIP3为接收机的输出三阶交调截取点,IIP3为接收机的输入三阶交调截取点,PIM3为接收机的三阶交调分量的功率,Pin为输入功率,M为干扰的数目,Pjm为接收机天线口面接收到的第m个干扰的功率。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,将三阶交调分量等效为热噪声,根据所述接收机的三阶交调分量的功率进行损耗计算,得到三阶交调引起的载噪比损耗,包括:
将三阶交调分量等效为热噪声,根据所述接收机的三阶交调分量的功率进行损耗计算,得到三阶交调引起的载噪比损耗为
N0=k·F·T
其中,Rc为信号中扩频码的码率,Q为抗干扰品质因数,N0为接收机的噪声谱密度,k为玻尔兹曼常数,T为噪声温度,F为接收机的噪声系数。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的方法,其特征在于,根据卫星导航阵列抗干扰接收机的数模转换器有效位计算出数模转换器输入经采样量化后的信噪比,包括:
根据卫星导航阵列抗干扰接收机的数模转换器有效位计算出数模转换器输入经采样量化后的信噪比为
SNR=6.02·b+1.76
其中,b为数模转换器有效位。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,利用所述信噪比和三阶交调引起的载噪比损耗计算得到接收机采样量化引起的载噪比损耗,包括:
利用所述信噪比和三阶交调引起的载噪比损耗计算得到接收机采样量化引起的载噪比损耗为
其中,B为接收机的前端带宽,N0为接收机的噪声谱密度,L1为三阶交调引起的载噪比损耗,Pin为输入功率。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,利用所述噪声功率对卫星导航阵列抗干扰接收机的天线阵列接收到的阵列信号进行计算,得到阵列信号的相关矩阵,包括:
利用所述噪声功率对卫星导航阵列抗干扰接收机的天线阵列接收到的阵列信号进行计算,得到阵列信号的相关矩阵为
σ2=L1·L2·N0·B
其中,K为接收机接收到的卫星信号的数目,Psk为接收机天线口面接收到的第k个卫星信号的功率,ak为第k个卫星信号的导向矢量,bm为第m个干扰的导向矢量,M为干扰的数目,(·)H表示共轭转置,σ2为三阶交调损耗和采样量化损耗后的噪声功率,I为N维单位矩阵,Pjm为接收机天线口面接收到的第m个干扰的功率。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,根据所述相关矩阵计算得到抗干扰权值,包括:
根据所述相关矩阵计算得到抗干扰权值为
其中,c为约束矢量,(·)H表示共轭转置。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,利用所述抗干扰权值估计所述卫星导航阵列抗干扰接收机的阵列输出信干噪比,包括:
利用所述抗干扰权值估计所述卫星导航阵列抗干扰接收机的阵列输出信干噪比为
其中,w为抗干扰权值,(·)H表示共轭转置,Psi表示接收机天线口面接收到的第i个卫星信号的功率,ai表示第i个卫星信号的导向矢量,Psk为接收机天线口面接收到的第k个卫星信号的功率,ak为第k个卫星信号的导向矢量,bm为第m个干扰的导向矢量,M为干扰的数目,(·)H表示共轭转置,σ2为考虑了三阶交调损耗和采样量化损耗后的噪声功率,I为N维单位矩阵,Pjm为接收机天线口面接收到的第m个干扰的功率,K为接收机接收到的卫星信号的数目。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,根据所述阵列输出信干噪比计算得到载噪比,包括:
根据所述阵列输出信干噪比计算得到载噪比为
CNRo=SINR+10lg(B)
其中,B为接收机的前端带宽。
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CN117630978B (zh) * | 2024-01-26 | 2024-04-05 | 中国人民解放军国防科技大学 | 基于阵元优选的卫星导航超自由度干扰抑制方法和装置 |
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