針對(duì)導(dǎo)航應(yīng)用中陣列天線導(dǎo)向矢量誤差導(dǎo)致波束合成器性能惡化甚至失效的問題,提出了一種"北斗"信號(hào)重構(gòu)的導(dǎo)向矢量實(shí)時(shí)校正算法。該算法利用重構(gòu)的本地"北斗"參考信號(hào)與陣列天線接收信號(hào)進(jìn)行相關(guān)解擴(kuò)處理,然后利用信號(hào)子空間與信號(hào)正交補(bǔ)空間正交的特性,構(gòu)造代價(jià)函數(shù)對(duì)各衛(wèi)星方向的陣列導(dǎo)向矢量進(jìn)行校正。仿真結(jié)果表明,經(jīng)過校正的導(dǎo)向矢量相位誤差從-100°～100°降低到-10°～10°范圍內(nèi),幅度誤差從-10～10 dB降低到-4～2 dB范圍內(nèi);另外,導(dǎo)向矢量校正后,衛(wèi)星信號(hào)波達(dá)方向估計(jì)誤差在0.2°以內(nèi),估計(jì)精度大大提高。 

【文章來源】：電訊技術(shù). 2020,60(11)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

導(dǎo)向矢量校正系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

為了驗(yàn)證算法的性能，本文構(gòu)建了基于Matlab的仿真驗(yàn)證平臺(tái)，平臺(tái)的整體框架如圖2所示。仿真平臺(tái)包括“北斗”B1頻點(diǎn)陣列信號(hào)生成模塊、數(shù)字下變頻模塊、DBF模塊、“北斗”軟件接收機(jī)、本地參考信號(hào)重構(gòu)模塊、導(dǎo)向矢量校正模塊以及DOA估計(jì)等模塊。仿真平臺(tái)給定“北斗”星座圖、導(dǎo)航數(shù)據(jù)、衛(wèi)星位置速度、用戶位置速度，生成給定信號(hào)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，加入陣列接收、噪聲、量化，并寫入文件。開始進(jìn)行導(dǎo)向矢量校正時(shí)，首先讀取數(shù)據(jù)文件，數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)字下變頻、DBF處理后送入“北斗”軟件接收機(jī)進(jìn)行信號(hào)捕獲和跟蹤，得到的載波頻率和碼相位用于重構(gòu)本地參考信號(hào)，導(dǎo)向矢量校正模塊最后完成導(dǎo)向矢量校正并保存數(shù)據(jù)用于校正結(jié)果驗(yàn)證。仿真平臺(tái)取陣列天線陣元數(shù)N=7的均勻圓陣，以中心陣元為參考陣元，陣元半徑取“北斗”B1I信號(hào)中心頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的半波長(zhǎng)即r=0.096 m�！氨倍贰敝蓄l數(shù)字信號(hào)的頻率為4.092 MHz，采樣頻率為130.944 MHz，生成的“北斗”信號(hào)長(zhǎng)度為1 ms，噪聲功率譜密度為-203.98 dBW/Hz，噪聲帶寬4.092 MHz;重構(gòu)的“北斗”本地參考信號(hào)skr(t)與接收信號(hào)X(t)相關(guān)積分時(shí)間取500個(gè)采樣周期，快拍數(shù)M取200。仿真過程中設(shè)置真實(shí)導(dǎo)向矢量為在導(dǎo)向矢量理論值基礎(chǔ)上增加幅相差異，不同衛(wèi)星入射方向幅相差異不同，幅相差異值如圖3所示。

仿真平臺(tái)取陣列天線陣元數(shù)N=7的均勻圓陣，以中心陣元為參考陣元，陣元半徑取“北斗”B1I信號(hào)中心頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的半波長(zhǎng)即r=0.096 m�！氨倍贰敝蓄l數(shù)字信號(hào)的頻率為4.092 MHz，采樣頻率為130.944 MHz，生成的“北斗”信號(hào)長(zhǎng)度為1 ms，噪聲功率譜密度為-203.98 dBW/Hz，噪聲帶寬4.092 MHz;重構(gòu)的“北斗”本地參考信號(hào)skr(t)與接收信號(hào)X(t)相關(guān)積分時(shí)間取500個(gè)采樣周期，快拍數(shù)M取200。仿真過程中設(shè)置真實(shí)導(dǎo)向矢量為在導(dǎo)向矢量理論值基礎(chǔ)上增加幅相差異，不同衛(wèi)星入射方向幅相差異不同，幅相差異值如圖3所示。“北斗”衛(wèi)星分別選擇PRN1和PRN3衛(wèi)星，衛(wèi)星信號(hào)的信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)、入射角(俯仰角ψ和方位角α)等信息見表1。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號(hào)：3137970