Techniques d'antennes adaptatives pour récepteurs de radionavigation par satellite résistants aux interférences

• Auteur / Autrice : Guillaume Carrie
• Direction : Francis Castanié
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Traitement du signal et radionavigation
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Toulouse, ENSAE

Mots clés

Mots clés contrôlés

GPS

Galileo, Système

Contre-contre-mesures électroniques

Radio en navigation

Résumé

Les systèmes de navigation par satellite sont connus pour être sensibles aux interférences. Cette thèse étudie les techniques d’antennes adaptatives comme une solution au problème du brouillage des signaux militaires (GPS et Galileo) par des interférences de forte puissance et à grande occupation spectrale. Le réseau d’antenne sera placé en amont du récepteur ; l'objectif est qu’il soit interchangeable avec une antenne classique, ce qui nous a rapidement conduit à privilégier les systèmes MISO. Divers algorithmes de traitement ont été évalués sur plusieurs géométries de réseau. Nous avons mis en évidence que le SINR moyen de sortie du réseau n’est pas représentatif des performances d’un récepteur de radionavigation par satellite. Un critère de sélection des méthodes, basé sur la précision finale de localisation, a donc été défini. Nous avons montré que, selon ce critère, la connaissance a priori des DOA ne permet pas forcément de gain de traitement avec un système MISO. La stabilité de la réponse des réseaux a également été étudiée, nous conduisant finalement à restreindre notre étude aux méthodes aveugles de minimisation de puissance sous contrainte linéaire. Nous avons ensuite caractérisé les principaux défauts de la chaîne RF (dus aux dispersions de fabrication des capteurs et des filtres analogiques, et au couplage inter-capteurs) et en avons évalué l’impact sur les performances des filtres spatiaux. Physiquement, comme l'effet large bande, les défauts du réseau se traduisent par une augmentation du nombre de degrés de liberté consommés par un signal de forte puissance. Le traitement STAP constitue une réponse possible à cette augmentation du rang du sous-espace interférent car il permet d’accroitre le nombre de degrés de liberté disponibles, sans augmenter la taille du réseau. Dans ce cas, la composante fréquentielle du filtrage peut dégrader les performances du corrélateur d’un récepteur GNSS générique. Aussi, avons nous défini un nouveau critère de performance, adapté au traitement STAP des signaux GNSS. Le filtre spatio-temporel optimal pour ce critère a été écrit et nous en avons déduit une version simplifiée qui constitue un bon compromis performances - complexité. Globalement, le réseau STAP ne permet pas de gain de traitement sur la puissance utile transmise au récepteur mais il permet de mieux rejeter les signaux interférents de forte puissance en présence de défauts linéaires de chaîne.