第41卷第4期遥测遥控V ol. 41, No. 4 2020年7月Journal of Telemetry, Tracking and Command July 2020
收购网站收稿日期：2020-07-15 小型化抗干扰导航天线研究王梦双，朱小奇，丁克乾，史永康 （北京遥测技术研究所北京 100076）
光子学报摘要：为解决卫星导航系统中接收机容易受到干扰进而失锁的问题，针对抗干扰阵列天线展开研究。考虑到弹上、箭上等应用环境中空间非常紧凑，提出导航圆极化天线的小型化和展宽轴比波瓣宽度的新方法，通过在贴片上开槽和加载容性贴片的方式，将天线尺寸缩减至0.18λ0 0.18λ0，同时天线的3-dB轴比波瓣宽度超过120°。在此基础上设计了13阵元阵列，结合基于线性约束最小方差准则的抗干扰算法，通过电磁仿真进行验证，仿真结果表明，设计的基于小型化圆极化天线的导航天线阵列对空间中不同来向的干扰信号具有显著抑制效果，可以应用于各种抗干扰导航系统中。 关键词：全球卫星导航系统；圆极化；阵列天线；抗干扰
中图分类号：TN82 文献标识码：A 文章编号：CN11-1780(2020)04-0028-06
A novel miniaturized circularly polarized antenna for
anti-jamming GNSS applications
WANG Mengshuang, ZHU Xiaoqi, DING Keqian, SHI Yongkang
乳腺切除术（Beijing Research Institute of Telemetry, Beijing 100094, China）
液压设备Abstract: In global navigation satellite systems (GNSS), the receivers are vulnerable to the inevitable interferences, which may even result in acquisition failure. This paper mainly focuses on the study of miniaturized circularly polarized (CP) antenna for anti-jamming navigation systems. Firstly, a new method for size reduction and axial ratio (AR) beamwidth enhancement is proposed. It is revealed that by etching slots on the patch and loading capacitive patches, the footprint of the patch is significantly reduced to 0.18λ0 0.18λ0. In addition, the simulated 3-dB axial ratios beamwidth is wider than 120o. Then, an array consisting of thirteen elements is designed, and the anti-jamming algorithm based on the linearly constrained minimum variance (LCMV) criterion is applied. It is shown that the proposed antenna array can effectively suppress the interferences from different directions simultaneously, which validates the proposed design a good candidate for anti-jamming navigation systems.
建鲤
Key words: Global navigation satellite systems; Circularly polarized antenna; Array antenna; Anti-jam
ming algorithm
百美图之引言
卫星导航系统为陆、海、空各领域提供全天候的高精度的时间、空间、速度等信息，拥有独立的卫星导航系统对国家安全具有重要战略意义。由于接收机接收的卫星信号功率很低，容易受到来自各方面信号的干扰，因此，自适应抗干扰已成为卫星导航接收系统不可或缺的功能。随着无线电技术的飞速发展，卫星导航系统中的各种电子设备高度集成，因此，要求接收机在保证精度的需求下，尽可能小型化、轻量化。此外，在自适应抗干扰系统中，增加天线数量有利于提高阵列自由度，从而可以抑制更多干扰信号。因此，为了在有限的空间中放置更多天线单元，需要进一步研究天线小型化的方法[1]。在卫星通信中，圆极化波能够消除电离层法拉第旋转效应引起的极化畸变损失，减少极化失配引起的能量损失，增强极化效率，同时，圆极化波还可以显著抑制多径效应，因此，圆极化是卫星导航天线首选的极化形式[2]。研制结构紧凑的圆极化天线不仅可以提高通信链路稳定性和效率，还可以改善天线阵列的抗干扰性能。
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