آنتن آرایه فازی ضدجمینگ GPS بدون نیاز به کالیبراسیون با بکارگیری روش بهینه‌سازی جمعیتی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد دانشکده فناوری‌های نوین، دانشگاه علم و صنعت ایران

2 استادیار دانشکده فناوری‌های نوین، دانشگاه علم و صنعت ایران

چکیده

در این مقاله یک آنتن آرایه فازی ضدجمینگ GPS برای هدایت صفر در پترن تشعشعی به‌صورت کور و بدون دانستن جهت جمر با استفاده از الگوریتم بهینه‌سازی جمعیتی ازدحام ذرات ارائه می‌شود. به این منظور، توان دریافتی از مجموع المان‌های آنتنی با وزن-دهی مناسب کمینه می‌شود تا توان دریافتی از جمر یا جمرها به کمترین مقدار خود برسد. این ساختار در مقایسه با روش‌های به‌روز ضد جمینگ با چالش‌هایی از قبیل دانستن جهت جمر، حجم پردازش و هزینه بالا مواجه نیست. روش معرفی شده باعث رسیدن به کارآیی مناسب با حجم پردازش سبک و هزینه اندک می‌گردد. ویژگی‌های خوب و کارآمدی این سامانه‌ آنتنی برای مقابله با جمرهای GPS ، قابلیت بکارگیری آن برای کاهش تهدیدات مرتبط در سامانه‌های ناوبری دریایی را تایید می‌کند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Anti Jamming GPS Antenna without Calibration requirement using PSO

نویسندگان [English]

  • H Yarahamdi 1
  • H Seddighi 2
1 دانشگاه علم و صنعت ایران
چکیده [English]

In this paper, an anti jammer GPS antenna is designed for blind null steering in direction of jammers without calibration requirement by using particle swarm optimization (PSO) method. For this purpose, the received power form the antennas is minimized by proper weighting of them. The PSO method is used to minimize the array output power, efficiently. The proposed antenna dosn't need any calibration approach as well as knowing jammers direction of arrival. High efficiency, Low cost and low complexity of this proposed method compared with the sate of the arts literature review prove its ability for using in the marine systems.

کلیدواژه‌ها [English]

  • GPS Antenna
  • Anti Jamming
  • Optimization
[1]   Moussa, M. M., Osman, A., Tamazin, M., Korenberg, M., Noureldin, A., & NavINST Research Group, “Enhanced GPS Narrowband Jamming Detection using High-Resolution Spectral Estimation”. GPS Solutions, Vol.21,No.2, pp.475-485, 2017.

[2] سید محمدرضا موسوی، محسن عابدی و محمد جواد رضایی، "ارائه روشی برای مقابله با جمینگ در سامانه ناوبری دریایی JTIDS/Link-۱۶ "، مجله دریا فنون، دانشگاه علوم دریایی امام خمینی (ره) نوشهر، سال اول، شماره اول، ص ۱-۱۰، ۱۳۹۲.

[3] محمدجواد رضائی و سید محمدرضا موسوی، “ارائه یک روش ترکیبی برای مقابله با جمینگ موج پیوسته در گیرنده های GPS “، مجله پدافند الکترونیکی و سایبری، دانشگاه امام حسین (ع)، سال چهارم، شماره اول، ص ۶۹-۷۸، بهار ۱۳۹۵.

[4]  Mosavi, M. R., Pashaian, M., M. Rezaei, J. and Mohammadi, K., “Jamming Mitigation in GPS Receivers using Wavelet Packet Coefficients Thresholding”, IET Signal Processing, Vol.9, No.5, pp.457-464, 2015.    

[5]  Ha, Sang-Gyu, Jeahoon Cho, and Kyung-Young Jung, “Design of Miniaturized Microstrip Patch Antennas using Non-Foster Circuits for Compact Controlled Reception Pattern Antenna Array”, Journal of Electromagnetic Engineering and Science, Vol.17, No.2, pp.108-110, 2017.

[6]  Jun H., , Choo H., and Byun, G., “Design of a Small Controlled Reception Pattern Antenna Array With a Single-Layer Coupled Feed Structure for Enhanced Bore-Sight Gain and a Matching Bandwidth”, Electromagnetics, Vol.37, No.5, pp.297-309, 2017.

[7]  Kwon, T.S., Lee J.G., and Lee, J.H., “Null Steering of Circular Array Using Array Factor for GPS Anti-Jam”, Journal of Electromagnetic Engineering and Science, Vol.18, No.4, pp.267-269, 2018.

[8]  McMichael, I. T., Lundberg, E. T., Hanna, D. L., & Kolak, F. S., “A Horizon Ring Nulling Shorted Annular Patch Antenna with Shunted Stubs”, Progress In Electromagnetics Research, Vol.62, pp.131-141, 2017.

[9]  Świerczyński, Sławomir, Piotr Zwolan, and Ilona Rutkowska, “Jamming as a Threat to Navigation”, Annual of Navigation, Vol.23, No.1, pp.219-233, 2016.

[10] Di, R., Honglei Q., and Li, X. , “Research of GPS Anti-Jamming based on Circular Antenna Array”, Data Science Journal, Vol.6, pp.782-788, 2003.

[11] Hou Z., Wang X., Chen G., “The Study of GPS Jamming and Anti-Jamming Technology”, Modem Electronic Technology, Vol.23, pp.99-104, 2003.

[12] Hu, H., Yi, K., “The Study of GPS and GPS Jamming Technology”, Science and Technology, Vol.8, pp.4l-44, 2004.

[13] Casabona, Mario M., and Murray W. Rosen. “Discussion of GPS Anti-Jam Technology”, GPS Solutions, Vol2, No.3, pp.18-23, 2009.

[14] Alshrafi, W., Engel U., and Bertuch T., “Compact Controlled Reception Pattern Antenna for Interference Mitigation Tasks of Global Navigation Satellite System Receivers”, IET Microwaves, Antennas & Propagation, Vol.9, No.6, pp.593-601, 2014.

[15] Brown, Alison, and Huan-Wan Tseng. “Miniaturized GPS Antenna Array and Test Results”, Navsys Corp Colorado Springs Co, 2006.

[16] Leveau, F., “Anti-Jam Protection by Antenna: Conception, Realization, Evaluation of a Seven-Element GNSS CRPA”, GPS World, Vol.24, No.2, pp.30-33, 2013.

[17] Kunysz, Waldemar. “Advanced Pinwheelä Compact Controlled Reception Pattern Antenna (AP-CRPA) Designed for Interference and Multipath Mitigation”, Proceedings of the ION GPS, 2001.

[18] Defense  GAJT-710ML™, Single-Enclosure GPS Anti-Jam Technology (GAJT®), NovaTel, 2016.

[19] Ioannides, P. and Balanis, C.A. “Uniform Circular and Rectangular Arrays for Adaptive Beamforming Applications”, IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, Vol.4, pp.351-354. 2005.