[發明專利]一種高動態運動載體衛星通信的空域抗干擾方法

在審

• 申請號: 201410842785.7
• 申請日: 2014-12-30
• 公開（公告）號: CN104682977A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 單立超;郭振宗;呂倩;關曉磊;呂學治
• 申請（專利權）人: 北京航天科工世紀衛星科技有限公司
• 主分類號: H04B1/10
• 分類號: H04B1/10;H04B7/185;G01S19/21
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 仇蕾安

技術領域

本發明涉及衛星通信的抗干擾技術算法的新應用，屬于無線通信領域。

背景技術

隨著空中活動的越來越頻繁，空中飛行物體除了需要接收導航衛星的數據，接受衛星導航服務之外，還需要進行衛星通信。但是，衛星通信系統由于衛星信號功率很低(最低-133dBm)，面臨著復雜惡劣道環境，易受到多種形式的有意或無意干擾，導致接收機通信性能下降，甚至無法正常工作。實驗證明，ERP(Effective?Radiated?Power，有效輻射功率)小于1W的干擾機就足以干擾距離25km處的目標。利用地面平臺，可以完成對信號的截獲、分析，載頻、碼速、碼型等參數的測量工作，同時還可以對接收機實施干擾。陸基或者艦載干擾機可以采用空間功率合成技術匯聚足夠的干擾功率，組成強干擾壓制，使前沿作戰武器裝備不能正確進行衛星通信。對超低空飛行的飛行器，在200km的空域內，干擾機可以利用直升機、專用電子對抗飛機、無人機、系留氣球等實施升空干擾，以保證干擾信號能夠進入接收機的天線。另外，當超出一定的距離后，普通的機載升空方式干擾已無能為力，但接收機容易受到星載平臺實施的干擾。所以，綜合可以看出，衛星通信系統接收機容易受到其它多種形式的有意和無意干擾。因此，為了充分發揮衛星通信系統的效能，提升我軍電子對抗的能力，提高衛星導航系統的抗干擾能力意義重大。

發明內容

本發明的目的在于提出一種高動態運動載體衛星通信的空域抗干擾方法，用于解決高動態運動載體衛星通信的空域抗干擾問題。

本發明通過以下技術方案來解決上述技術問題：

一種高動態運動載體衛星通信的空域抗干擾方法，包括以下步驟：

步驟一、抗干擾板對中頻信號進行4通道AD采樣，并進行幅相誤差校正,?同時得到噪聲的相關矩陣；

步驟二、對步驟一得到的相關矩陣進行SVD分解，得到四個奇異值，最大的奇異值對應為干擾的功率，其他奇異值對應有用信號和噪聲的功率；

步驟三、將步驟二中得到的功率與本地碼做相關來提高信噪比，即將信號和噪聲分別與本地碼做相關，通過最大比合并獲得最大的信噪比，從而得到最終的天線合并系數；

步驟四、根據天線合并系數得到每個天線陣元的權值，與每個天線信號相乘即得到合成信號，完成空域抗干擾。

本發明的有益效果：

本發明能夠進一步的在消除干擾的同時保護有用信號功率，同時也能比較容易的根據干擾強度自適應的進行調整；通過比較可以發現，本發明能在比較低的復雜度下，很魯棒的消除干擾，并且同時盡可能小的損失有用信號功率。

附圖說明

圖1為本發明高動態運動載體衛星通信的空域抗干擾方法流程圖。上述4通道AD采樣是來自四陣元的天線經過四通道的射頻下變頻的中頻。x₁₁到x_M1的多陣元天線采集的信號M表示陣元數，1表示時域上是一維，所以本專利是空域抗干擾系統。y(n)是波束合成后的輸出。

圖2是具體實施的硬件組成。包括FPGA單元，ADC單元，DSP單元,電源模塊。

圖3是抗干擾算法的流程圖。首先經過數字的信號幅相誤差校正，再送入DSP通過PCA算法計算相關矩陣得到權矢量，再送入FPGA中與四路信號相乘，然后四路信號分別與本地碼相關計算最大合并系數最終得到天線合并系數。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步介紹。

一種高動態運動載體衛星通信的空域抗干擾方法，包括以下步驟：

步驟一、抗干擾板對中頻信號進行4通道AD采樣，并進行幅相誤差校正；基本的接收信號公式是：Y＝A_s*S+A_I*I+N。其中Y是4*1的接收信號，對應?4根天線的接收信號。A_s是4*1的有用信號的導向向量，A_I是4*1的干擾信號導向向量。S是有用信號。I是干擾信號。N是4*1的噪聲，對應4根天線上的噪聲。

有用信號的相關矩陣是：R_s＝E[A_s*S*(A_s*S)']＝A_s*E[S*S']*A_s'＝P_s*A_s*A_s'。

干擾的相關矩陣：R_I＝E[A_I*I*(A_I*I)']＝P_I*A_I*A_I'?