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如何使用双极化天线阵列缓解实际环境下的干扰
杨平
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不同极化的天线阵列将空间和极化域的信号处理相结合，可以显著提高接收机的抗干扰能力。极化。在日常用语中，“极化” 指将两个群体按照截然不同的观点或信仰分为两组，但在物理和电气工程领域，这个词有另外一层含义，即用来描述电磁波的特性。电磁波，无论光波还是无线电波，都存在电场和磁场的相互垂直振动，并沿传播方向移动。如果电场（相应地磁场）在一个特定的非变化平面内振动，我们就说波是线性极化的。在地面无线电通信中，信号通常以线性极化波的形式进行传输。同时，电场在垂直方向或水平方向上振动。如果电场和磁场的振动平面随着信号传播均匀旋转，会出现圆极化的情况。因为旋转的方向可以是顺时针或逆时针的，所以我们可以接收到分别沿左、右手指弯曲方向的左圆极化（LHCP）和右圆极化（RHCP）信号。圆极化通常用于中低地球轨道卫星，如 GNSS卫星的信号，其发射和接收天线的相对方位是不固定的。 GNSS接收天线并不完美，特别是对于直接视距低仰角信号而言。LHCP主天线可以捕获RHCP信号中的大部分能量，并在视距信号消失或极为微弱的时候对反射信号做出强烈的反应。因此，在极端情况下使用双极化天线可以提高定位能力。此外，由于干扰信号可以是任意极化的，具有波束形成能力的双极化天线能更好地分离和削弱这种干扰。对于GNSS的应用来说，从生命安全到执法、交通、通信、金融等关键领域的信号干扰都是一个严重的问题。在这些关键性应用中，即使以增加成本和系统的复杂性为代价，也要保证GNSS接收机最低水平的可靠性和鲁棒性。为满足这些需求，一些制造商和研究机构已开始研发具备抗干扰功能的GNSS接收机。本文中，我们提议采取一种新的干扰抑制法，通过配置具有不同极化天线阵列的GNSS接收机，以一种新的方式将空间和极化域的信号处理结合起来，并将现有的两步盲自适应波束形成算法扩展到包含极化域的新算法，在德国Julich附近的Aldenhoven 汽车测试中心进行了一次测试，并利用从该测试中收集到的数据对新算法进行了评估。我们使用了不同的干扰源，包括被称为个人隐私装置（PPDS）的低成本干扰器，在真实场景中验证干扰抑制方面的显著成效。测试结果表明，与普通的SP法相比，使用DP法时，接收机的抗干扰性能有了显著提升。
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