26、自适应GPS天线技术解析

自适应GPS天线技术解析

1. 引言

近年来，军事和民用领域对GPS的依赖程度日益增加，无论是精确的地理位置定位，还是同步操作、资产部署和通信的定时，都离不开GPS。GPS接收器在良好环境中能够精确运行，并且在现代有着广泛的应用。然而，这种高度依赖也使GPS成为电子战（EW）的潜在目标。其中，干扰是一种常见的电子战手段，为了阻止GPS正常运行，敌方可能会使用多个干扰器，在整个GPS工作带宽或其选定部分发射干扰信号。

为了成功应对这一威胁，GPS用户可以采用天线阵列进行空时（或空频）自适应处理。这种信号处理方式能让GPS接收器在干扰源方向形成天线方向图零点，同时尽可能保留来自GPS卫星的所需信号。接下来，我们将从简单的方法入手，逐步介绍更复杂的技术。

2. 二元自适应阵列

2.1 工作原理

最简单的自适应天线采用功率最小化技术，在干扰天线正常工作的干扰源位置形成零点。为了说明这一方法，假设我们有一个电压增益为 (g_1(\theta)) 的天线，试图从角度 (\theta_s) 接收信号，但受到角度 (\theta_j) 处干扰源的干扰。如图所示，我们可以添加一个电压增益为 (g_2(\theta)) 的辅助天线，然后对两个天线的输出进行加权和组合，以抵消干扰。

假设信号从 (\theta_s = 0) 方向接收，在各向同性天线上产生电压 (s(t) \exp(-i\omega_0t))，其中 (\omega_0 = 2\pi f_0)，(f_0) 是载波频率，(t) 是时间，(s(t)) 是相对于 (f_0) 缓慢变化的包络。干扰源位于 (\theta = \theta_j)，在各向同性天线上产生电压 (j(t)