PDF《天线阵载波相位双差的欺骗干扰检测技术 س》

2 ] , 不同路欺骗信号到达接收 机的到达角完全相同.针对这一特点, 利用包含 到达角信息的天线阵元间载波相位差可以进行欺 骗干扰的检测[

3 ] .目前利用天线阵载波相位差 进行欺骗干扰检测的方法主要包括两种, 分别是 在已知天线阵实时姿态下的载波相位单差检测方 法[

4 ] , 以及未知天线阵实时姿态下不同信号间的 载波相位双差检测方法[

5 ] .其中载波相位双差 检测方法可用于运动载体上, 具有更广泛的应用 价值.然而, 对于载波相位双差检测方法对天线 阵阵元数量和阵型的要求, 载波相位双差统计检 验量构造方法, 以及检测性能的分析方法, 目前未 见有公开文献进行研究.

1 天线阵载波相位差与到达角表示

1 .

1 天线阵元间载波相位差 以两阵元天线阵为例, 取过天线阵的水平面, 可得信号入射关系如图 1所示.A 、 B表示两个天 线阵元相位中心所处位置, S表示在东北天坐标 系中接收天线到卫星的单位方向矢量;

b表示在 平面坐标系中两接收天线间的基线矢量( 单位为 载波周期数) .由此可得两天线阵元接收同一颗 卫星信号的载波相位差为 d φ i= b T P S i+ Q+ γ i (

1 ) 收稿日期:

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1 1 基金项目: 教育部新世纪人才支持计划( N C E T-

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4 4 ) 作者简介: 张鑫(

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8 4 ―) , 男, 湖北武汉人, 博士研究生, E m a i l : m a r m y @1

6 3 . c o m ;

欧钢( 通信作者) , 男, 教授, 博士, 博士生导师 E m a i l : o u g a n g c s @g m a i l . c o m 国防科技大学学报第36卷 图1信号入射角与天线阵位置关系 F i g .

1 S i g n a l i n c i d e n t a n g l ea n da n t e n n aa r r a yp o s i t i o n 式中, P表示东北天坐标系内卫星单位方向矢量 到平面坐标系的方向余弦矩阵, Q表示两副天线 到接收机的时延差, γ i表示对卫星 i 接收的各种 载波相位误差之和. 式(

1 ) 中的 b T P S i实际上是卫星单位方向矢 量与天线基线矢量的内积, 转化为以信号到达接 收天 线平面入射角ψ表 示的标量形式即为bc o s ψ .并且认为时延差 Q通过事先对阵元间 的标校消除, 那么可以将式(

1 ) 重写为: d φ i= bc o s ψ i+ γ i (

2 ) 并且由于信号入射角 ψ可表示为: c o s ψ i= c o s φ i c o s θ i (

3 ) 由式(

3 ) 可进一步将式(

2 ) 改写为: d φ i= bc o s φ i c o s θ i+ γ i (

4 ) 可见同一路信号在两阵元天线阵上得到的载 波相位差可由天线基线长度和到达角表示.在天 线基线长度已知的条件下, 载波相位差完全由到 达角决定.

1 .

2 天线阵阵型与到达角模糊 由式(

3 ) 可知, 两阵元天线阵给出的载波相 位差由信号入射俯仰角和方位角余弦乘积的线性 表示, 相同的载波相位差值对应的信号到达角并 不是唯一值[

6 ] , 其分布如图 2所示.当天线阵只 有两个阵元时, 相同的载波相位差对应的信号到 达角存在模糊, 这种模糊影响了到达角检测方法 对欺骗干扰的检测能力. 图2二元阵载波相位差相同时信号入射方向分布 F i g .

2 S i g n a l i n c i d e n t a n g l ed i s t r i b u t i o nt h a t g e n e r a t e t h es a m et w o a n t e n n aa r r a yc a r r i e r p h a s ed i f f e r e n c e 为了消除入射信号达到角的模糊, 需要增加 天线阵的阵元数, 并给出合理的阵型.以最少增 加一个阵元的三元阵为例, 此时将三个阵元分别 表示为 A 、 B和C.以三个阵元所在的平面为 X 轴和 Y轴所在平面, A为原点建立直角坐标系. A B基线方向为 X轴方向, Z轴指向天顶方向, X Y Z轴满足右手定则, 如图 3所示. 图3三元阵与入射信号关系 F i g .