Обзор методов повышения помехоустойчивости приемной аппаратуры спутниковых радионавигационных систем с помощью адаптивных антенных решеток

Авторы: Солдатов И.В.
Опубликовано в выпуске: #5(82)/2023
DOI: 10.18698/2541-8009-2023-5-896
Раздел: Приборостроение, метрология и информационно-измерительные приборы и системы | Рубрика: Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника
Ключевые слова: cпутниковые радионавигационные системы, аппаратура потребителей, повышение помехоустойчивости, помехоустойчивая аппаратура потребителей, адаптивные антенные решетки, пространственно-временная обработка сигнала, пространственно-временная фильтрация, помехоподавление
Опубликовано: 22.05.2023

Выполнен обзор методов, позволяющих реализовать работу адаптивной антенной решетки применительно к навигационной аппаратуре потребителей. Для обзора использованы статьи, опубликованные в сборнике «Радионавигационные технологии» и журнале «Радиотехника» с 2012 по 2022 г., и литература по данной тематике. Описаны основные понятия, связанные с повышением помехоустойчивости навигационной аппаратуры потребителей, и выделены основные разновидности в реализации алгоритмов адаптации адаптивной антенной решетки на основе пространственной и пространственно-временной обработки сигнала. Показаны подходы к реализации алгоритмов адаптации на основе теории статистического анализа и синтеза радиотехнический систем и подходы, основанные на поиске оптимального решения для заданной структуры методами математической оптимизации, т. е. на получении согласованного решения (оптимального решения для данных условий). В рамках данных подходов отражены и сопоставлены результаты в области повышения помехоустойчивости и реализации алгоритмов адаптации адаптивных антенных решеток. Упомянуты некоторые особенности реализации адаптивных антенных решеток в изделиях.

Литература

[1] Бакитько Р.В., Болденков Е.Н., Булавский Н.Т. и др. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования. Москва, Радиотехника, 2010, 800 с.

[2] Монзиго Р.А. Адаптивные антенные решетки: введение в теорию. Москва, Радио и связь, 1986, 448 с.

[3] Харисов В.Н., Павлов В.С. Статистический подход к определению характеристик помехоустойчивости устройств ПВОС. Радионавигационные технологии: сб. ст. Москва, Радиотехника, 2020, 102 с.

[4] Ефименко В.С., Пастухов А.В., Ворончихин Д.Н. Реализация алгоритмов пространственно-временной обработки. Радионавигационные технологии: сб. ст. Москва, Радиотехника, 2015, 144 с.

[5] Ефименко В.С., Харисов В.Н., Давыденко И.Н., Папушой В.И. Модель компенсатора помех с коррекцией частотных характеристик каналов. Радиотехника, 2003, № 7.

[6] Перов А.И., Ипполитов С.П. Исследование алгоритма оценивания параметров сигнала с пространственно-временной обработкой наблюдений с антенной решетки в действительных числах. Радиотехника, 2018, № 9, c. 139–144. http://doi.org/10.18127/j00338486-201809-24

[7] Перов А.И., Ипполитов С.П. Синтез и сравнительный анализ алгоритмов пространственной обработки сигналов и помех в комплексной и действительной формах в аппаратуре спутниковой навигации. Радиотехника, 2019, № 9 (14), c. 14–22. http://doi.org/10.18127/j00338486-201909(14)-02

[8] Соколов И.М., Кинкулькин И.Е., Калмыков П.В. Метод устранения помех с использованием разнесенных антенн. Радионавигационные технологии: сб. ст. Москва, Радиотехника, 2015, 144 с.

[9] Немов А.В. Определение размерности сигнального подпространства при реализации метода главных компонент в задаче компенсации помех. Радионавигационные технологии: сб. ст. Москва, Радиотехника, 2020, 102 с.

[10] Грибов П.С., Шатилов А.Ю. Повышение эффективности пространственно-временной компенсации помех в радионавигационных приемниках за счет предварительной пространственной обработки сигналов от антенной решетки. Радиотехника, 2019, № 9 (14), c. 22–33. http://doi.org/10.18127/j00338486-201909(14)-03

[11] Шатилов А.Ю., Тюфтяков Д.Ю. Метод пространственной фильтрации имитационных помех глобальных навигационных спутниковых систем. Радионавигационные технологии: сб. ст. Москва, Радиотехника, 2016, 146 с.

[12] Ефименко В.С., Харисов В.Н., Павлов В.С. Оптимальные алгоритмы пространственно-временной обработки сигналов и их характеристики. Радиотехника, 2016, № 9.

[13] Харисов В.Н., Пельтин А.В. Пространственно-временной алгоритм обработки сигнала в условиях многолучевого распространения для приемников с антенной решеткой. Радиотехника, 2017, № 11, c. 32–38.

[14] Карутин С.Н., Харисов В.Н., Павлов В.С. Оптимальные алгоритмы пространственно-временной обработки сигналов для высокоточных приложений. Радиотехника, 2018, № 9, c. 131–138. http://doi.org/10.18127/j00338486-201809-23

[15] Карутин С.Н., Харисов В.Н., Павлов В.С. Синтез помехоустойчивого пространственно-временного фильтра для высокоточных измерений навигационных параметров по сигналам глобальных навигационных спутниковых систем. Измерительная техника, 2020, № 6., c. 52–60. http://doi.org/10.32446/0368-1025it.2020-6-52-60

[16] Грибов П.С., Шатилов А.Ю., Ахламова А.М. Анализ составляющих неидентичности частотных характеристик приемных каналов помехозащищенной навигационной аппаратуры спутниковой радионавигационной системы. Радионавигационные технологии: сб. ст. Москва, Радиотехника, 2019, 108 с.

[17] Грибов П.С. Оценка эффективности работы пространственно-временного алгоритма подавления помех при наличии неидентичности частотных трактов навигационной аппаратуры потребителей. Радионавигационные технологии: сб. ст. Москва, Радиотехника, 2016, 146 с.

[18] Павлов В.С. Влияние неидентичности каналов адаптивных антенных решеток на характеристики приема сигналов ГНСС. Радиотехника, 2016, № 9, c. 128–134.

[19] Павлов В.С., Столяров С.А. Влияние нелинейности приемных трактов на работу многоканального компенсатора помех. Радиотехника, 2012, № 10, c. 15–18.

[20] Ефименко В.С., Сизов Р.Н., Папков Р.С. Параметры нелинейностей и их связь с потенциальными характеристиками подавления. Радиотехника, 2007, № 7, c. 109–112..

[21] Харисов В.Н., Быстраков С.Г., Пастухов А.В., Сизов Р.Н. Метод задания требований к неидентичности каналов компенсаторов помех. Радиотехника, 2007, № 7, c. 113–120.

[22] Ефименко В.С., Харисов В.Н., Быстраков С.Г., Конаныхин Е.С. Исследование характеристик поляризационного антенного компенсатора помех для приемников СРНС. Радиотехника, 2007, № 7, c. 102–108.

[23] Ефименко В.С., Пастухов А.В., Харисов В.Н. Экспериментальные исследования цифровых корректирующих фильтров в каналах антенных компенсаторов помех. Радиотехника, 2008, № 7, c. 56–59.

[24] Грибов П.С., Вьюнов И.П., Шатилов А.Ю. Разработка и экспериментальные исследования алгоритма формирования лучей на навигационные спутники. Радионавигационные технологии: сб. ст. Москва, Радиотехника, 2015, 144 с.

[25] Перов А.И. Потенциальные характеристики приема навигационных сигналов при воздействии пространственно-распределенных помех. Радиотехника, 2020, № 9 (18), c. 48–60.