小型化低成本抗干扰GPS天线的开发

美国陆军CECOM正在开发一种低成本GPS抗干扰天线，这种天线也称为小型化低成本抗干扰GPS天线（SAAGA），用于地面车辆和直升机等平台。SAAGA产品将在有大量宽带和窄带干扰信号的条件下提供30dB的附加抗干扰保护能力。SAAGA的计划目标就是抑制多达10个干扰信号（其中宽带3个，窄带7个），而且可以批量生产，单位生产成本只有4000美元。SAAGA的性能价格比目标可以通过采用一种新的全数字天线时空处理技术和一种可行的低成本天线生产技术来实现。结果较简单的低成本SAAGA可以减轻窄带干扰的威胁，它将使用常规固定辐射方向图天线（FRPA），而且可以批量生产，生产成本为1000美元。两种SAAGA产品将进行野外测试，而且将由陆军对安装在UH－60A直升机平台上的情况进行评估。本介绍了SAAGA天线阵设计和抗干扰处理技术的一些新特点，并给出了实验测试结果、分析和模拟性能数据，进而提出了陆军野外测试和评估计划。SAAGA研究和开发计划的重要性在于它克服了用于减轻干扰的自适应天线成本高的特点，从而使得GPS抗干扰技术无论对军用GPS用户还是对民用GPS用户都能买得起。     

自适应调零天线GPS抗干扰技术研究简析

GPS在现代高技术条件下的局部战争和人们的日常生活中的重要性日益明显，从军用和民用方面考虑均有必要研究各种有意的和无意的对GPS的干扰，以及相应的抗干扰技术。从空域处理出发给出了一种自适应天线调零干扰抑制方案，并分析了相应的技术难点和可行性，该方案可以有效地抵消干扰，同时具有很高的推广应用价值。     

高温超导抗干扰GPS天线阵

国防部高级研究计划局（DARPA）正在投资开发使用高温超导（HTS）技术的GPS自适应天线阵。该自适应天线阵应能使多部GPS干扰机置零位，同时其尺寸应远远小于常规自适应阵列。只有利用薄膜高温超导天线阵元和电路的独特特性才能满足这两种综合的指标要求。一种封装坚固、基于多元高温超导技术的GPS天线预定在2000年3月交付使用。     

GPS自适应调零天线

本介绍了有关GPS自适应调零天线的各种研究结果，这些研究是1997年根据MITRE公司倡导的研究计划开展的。根据该计划，MITRE公司已经证明了采用微带片辐射体实现基模和高次模已切实可行，从而能在地平线附近形成一个零点的简单而廉价的自适应天线就应运而生。我们知道，由于在地平线附近的干扰威胁最大，所以对这种天线的研究有很大的实用价值。为了减小GPS微带天线大的后瓣，构建了电阻渐变的若干个接地板，并对其进行了测试。天线就安装在接地板上，而接地板外缘的散射恰恰是使微带天线后瓣变大的原因。采用电阻渐变的接地板的自适应天线后，后瓣可降低10－20dB，因此，这类天线有较好的抗干扰能力。通过按比例缩小模型进行测量和分析所作的种种研究，确定了机载平台对GPS自适应天线抑制干扰性能的限制。我们以典型的1：8比例模型对右旋圆极化GPS天线的方向图进行了测量。为了研究装在巡航导弹上的GPS微带天线对平台的影响，我们也作了大量的电磁分析。通过与测量值的比较，仿真的精度得到了验证。这些研究有助于通过电磁效应定量分析对机载天线阵调零性能的影响。所述的电磁效应涉及平台的有限尺寸及曲率、高路径、蠕缓波以及自适应阵中主阵元与辅助阵元之间的互耦。     

小型化GPS天线阵技术及其抗干扰性能的预测

NAVSYS公司已开发了一种小型GPS天线阵技术，用以减小天线单元和阵列尺寸。采用该技术可以使具有抗干扰能力的GPS控制的接收方向图天线阵（CRPA）安装在车辆上使用。以前因该阵列尺寸大而被禁止在车辆上使用。同样，因为尺寸和重量的限制，飞机只能使用固定接收方向图的天线（FRPA），而不能使用GPS控制的接收方向图天线阵（CRPA），还有弹头，其空间和面积更是小得可怜。波音公司已开发了另一种GPS抗干扰能力强的模拟工具AGHAST^TM，从而可以预测受控GPS接收方向图天线阵及其校零位电路的抗干扰性能。使用详细的天线方向图和在波音公司暗室中采集的耦合数据，该模拟工具AGHAST^TM可以精确对预测抗干扰硬件在干扰环境下的预期安装性能。本文介绍了一种小型化天线阵技术及其测试结果，并使用AGHAST^TM工具对其抗干扰性能进行了评估。     

机载GPS自适应天线阵的测量结果

共形安装的机载GPS自适应天线阵的性能会受到阵列单元和飞机机身之间相互作用的影响。本文将介绍安装在比例为1：8的F－16飞机模型机身上的7单元微带贴片天线自适应阵列的设计和测量结果，以便评估这种天线阵与飞机间的相互作用及其在将多部宽带干扰机调零时对阵列性能的影响。自适应天线阵工作在12.6GHz的频率上，带宽为160MHz，分别是GPS L1频率和带宽的8倍。所有7个单元的远场天线方向图均在近场天线范围内的成比例频段上作了测量。为了更好地了解机体对天线方向图的影响，我们还将对隔离微带贴片单元测出的方向图与根据OSU－NEWAIR程序（code)计算出的天线方向图作了比较，OSU－NEWAIR程序使用均匀衍射理论来分析天线与机身间的相互作用。比较的结果表明，测量得的方向图和计算出的方向图之间具有良好的一致性。从这些缩比模型测量中收集的数据正在用来测试MITRE（麻省理工学院研究小组）开发的时空自适应调零算法在多部宽带干扰机相对飞机不同取向时的有效性。为了证明这种阵列在有两部窄带干扰机时使用简化直接矩阵求逆算法的调零能力，我们还进行了一些测量。测出的自适应阵列方向性图与理论上的预测十分吻合。文章还阐明了缩比模型测试的优点，以验证机载自适应阵列的调零性能。     

自适应抗干扰GPS智能天线的算法与仿真

针对GPS信号较弱易受下扰的问题,提出将自适应抗十扰智能天线应用于GPS接收机上,采用多重信号分类算法和功率倒置算法相结合,并进行计算机仿真分析,得出了干扰越强对干扰的抑制也越强的结论.     

两种GPS天线阵列抗干扰算法研究及仿真

介绍了自适应天线阵列信号响应的数学描述,论述了在GPS抗干扰应用中广泛采用的基于最小均平方（LMS）的自适应算法的原理和实现过程,并对算法进行了仿真。提出了一种优于LMS算法的自适应数字波束形成（DBF）技术,推导出了其最优权系数矢量的计算方法,并对该算法进行了仿真。仿真结果表明：4阵元LMS的自适应调零算法对于单干扰的抑制和双干扰的抑制都达到了较好的效果,同时也体现了该算法零陷的优点。     

GPS宽带自适应阵调零技术

军用GPS系统必须能在敌方干扰时工作。由于附近干扰机和远距离卫星源之间存在巨大的功率差，所以GPS信号的扩频增益对实现抗干扰（A／J）保护能力是不够的。本提出了采用自适应天线调零系统来实现附加的抗干扰（A／J）保护能力，但是目前的系统，如AB－1就不能抑制与安装在飞机上阵列相关的近场多径干扰。本分析了GPS调零时空自适应（STAP）波束形成器的设计，包括STAP处理器对GPS位置计算的影响，该位置通过测量不同卫星信号的到达时差（TDOA）来计算。本提出了两种新疑结构，其性能通过在1：4比例大小的F－16飞机上进行的多次测量来模拟确定。     

抑制多径干扰的GPS天线

由于存在多径干扰，所以差分全球定位系统（DGPS）的定位速度和定位精度都受到了限制。例如，测地测量员需要抑制大约36＋20log10SinεdB的多径干扰，这里，ε为正在观察的卫星仰角。利用GPS接收机进行信号处理不能满足这一技术指标要求，因此，需要采用一种接收天线，足以能够抑制从水平方向以下到达的信号。但现有的天线都不能足够地抑制这些信号，而且采用提高天线性能的有效方法，即通过扩大其接地平面来改善天线性能这一种方法也不切合实际。为此，本设计了一种提高多径干扰抑制性能的小型化无接地平面的双波段GPS天线，并进行了野外测试。这种天线象垂直接线柱，而不象水平母板。在0.1m直径、0.4m高的天线罩内有一个由绕杆式（turnstile)单元组成的垂直阵列。在野外测试中，三单元阵列天线抑制多径干扰平均比0.5m直径的接地平面天线好5dB。五元阵天线似乎要优于0.9m直径的接地平面天线。     

空时自适应处理中卫星信号互相关峰值偏移分析

将空时自适应处理建模为一个有限冲激响应（FIR）滤波器,分析了空时自适应处理对导航信号的码相位偏移。该滤波器的响应同时取决于信号的频率和入射方向,将滤波器的输出与本地序列进行相关,可求得互相关峰值的偏移量。以GPS中的C/A码为例,针对空时自适应处理中典型的最小方差（MV）和最小方差无失真响应（MVDR）准则进行了仿真实验。结果表明,干扰从低仰角入射时影响范围更大,而MV准则在抑制干扰的同时,带来的互相关峰值偏移较MVDR更加明显。     

GPS自适应天线阵在动态实时抗干扰中的应用研究

结合载体的姿态测量数据，采用GPS天线阵技术判别干扰，利用自适应算法调整天线阵的波束角以抑制、剔除干扰，从而提高了GPS动态实时定位的精度和可靠性，仿真结果表明，这种方法对不同方向的干扰信号都有较高的抑制比。     

GPS消除电子干扰和多路径效应的新方法

GPS信号是比较脆弱的，易受电子干扰和多路径效应的影响。就干扰和多路径效应对GPS的威胁进行了探讨，比较了传统与现代抗干扰技术的优缺点，重点介绍自适应DBF算法在GPS接收机部分的应用，依据是否使用导航辅助信号，将自适应DBF算法分为非盲和盲算法。自适应DBF算法并非万能，要根据接收机用途和具体使用环境，将该算法与时域滤波和频域滤波等技术有机结合起来，才能获得最佳抗干扰效果。     

抗干扰GPS天线

EDO公司推出一种七单元抗干扰GPS天线，这种天线可供军用航空和船用平台使用。据报道，这种称作N79—3系列无源天线可对L1和L2扩展频段提供相当好的增益和辐射方向图覆盖，该天线有六个辅助天线振子。在出现干扰或人为干扰时，它可连续接收GPS信号。     

自适应调零天线技术在组合导航抗干扰中的应用

目前GPS／INS制导控制技术已成为精确制导武器的核心技术。根据GPS导航的特点及GPS／INS制导机理,对压制式干扰对GPS接收机的影响进行了分析,并分析了采用自适应调零天线技术来提高GPS／INS组合式导航抗干扰能力的有效性。     

一种GPS自适应天线的设计和实现

微带天线是一种实用性很强的GPS天线,目前,它在很多领域正逐渐取代其他形式的天线。由于自适应天线阵技术可增强系统的抗干扰能力而受到了人们的关注。对GPS自适应天线阵设计了天线单元,给出了仿真和实验测试结果。结果表明：该设计得到了理想的结果,具有很好的实用价值。     

GPS一机多天线控制器

由河海大学何秀风教授和香港理工大学丁晓利教授联合研制成功的“GPS一机多天线控制器”,是将无线电通讯的微波技术、计算机实时控制技术和GPS定位算法有机的结合,仅用一部GPS接收机互不干扰地接收到多至20个GPS天线传输来的信号,通过后处理软件包实现精确定位。本产品的最大优点在于用一个天线来替代一台GPS接收机,大大降低了系统的成本,并通过我们的定位算法实现2mm的定位精度。     

GPS测量中多径误差简便模型

多径误差是限制GPS精度进一步提高的环境关键因素之一。根据多径干扰的信号特性,推导了对GPS精度影响最大,反射信号处于镜反射情况下的多径误差的简便模型,讨论了衰减因子和GPS接收机天线高度等参数对多径信号相位的影响,并且进行了仿真计算和分析。     

高性能的GPS／GLONASS一体化天线

人们特别感兴趣使用GPS和GLONASS一体化系统来改善卫星定位数据的可用性、精度和可靠性，尤其在需要高精谎和高度一体化的某些民用领域。另一方面，一些高精度应用，如一体化检测系统或差分基准系统，它们需要采用具有多径抑制能力强，相位一致性高，同时又能实现半球覆盖，而且增益方向图平滑，轴比最小等特性的天线。本将介绍一种最近开发成功的天线系统，该系统可以满足GPS L1/L2和GLONASS L1/L2系统频段内的性能要求。天线单元制作在介质层加载的叠层微带结构上，该微带结构平镶在波纹状接地平面上。重点强调的最佳多径抑制性能已经被实现，而且在这里详加介绍。本也已包括并介绍一些特殊的技术，用以改善辐射方向图和AR电平。本还讨论了有关宽带AR、输入反射系数和天线增益特性的一些设计条件。     

神经网络在GPS高程拟合中的应用

由于神经网络具有较好的自组织、自适应的特点,从而被广泛应用于GPS高程拟合等领域中。采用前馈型神经网络newff（）和反馈型神经网络newelm（）两种模型,在Matlab语言环境下实现GPS高程拟合,并与二次曲面拟合的结果进行比较。