基于子空间泄漏分析的GNSS天线阵列接收机自适应协方差矩阵渐变技术

《Journal of Systems Engineering and Electronics》：Adaptive covariance matrix taper for GNSS antenna array receivers through subspace leakage analysis

　　

摘要：

在强射频干扰环境中，天线阵列已成为保护全球导航卫星系统（GNSS）接收器的常用方案。由于传播路径的快速变化以及干扰源或天线阵列的快速移动，导致环境条件不断变化，进而使得天线阵列接收器的性能下降。为应对这种高度动态的环境，人们采用了协方差矩阵渐变技术（CMT），通过将自适应波束零点向干扰源方向扩展来改善性能。本文验证了CMT会导致信号与干扰加噪声比（SINR）下降，这一影响不可忽视；此外，当GNSS阵列接收器的动态范围较大时，固定零点宽度的CMT也无法发挥良好作用。为此，本文提出了一种用于时空自适应处理（STAP）的自适应零点宽度CMT。在这种自适应CMT中，利用STAP中的子空间泄漏特性来估算所需的零点宽度。仿真结果表明，在不同场景下，自适应CMT的SINR始终接近最优固定零点宽度下的SINR，而在某些场景下，其平均SINR甚至比固定零点宽度的CMT高10 dB以上。该自适应CMT可广泛应用于动态范围较大的GNSS天线阵列接收器中。