[發(fā)明專利]基于自適應旁瓣相消器的四陣元抗干擾方法

在審

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• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN107966716A
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發(fā)明（設計）人: 徐振興;任嬋嬋;祝嬌嬌;高文寧;陳耀輝
• 申請（專利權）人: 北京衛(wèi)星信息工程研究所
• 主分類號: G01S19/21
• 分類號: G01S19/21
• 代理公司: 北京善任知識產權代理有限公司11650
• 代理人: 王軍,高杰

技術領域

本發(fā)明屬于衛(wèi)星抗干擾應用領域，涉及一種基于自適應旁瓣相消器 的四陣元抗干擾方法。

背景技術

衛(wèi)星技術在現(xiàn)代生活中發(fā)揮越來越重要的作用，但由于衛(wèi)星導航信號 極其微弱(-130dBm)，設備非常容易有意無意的干擾而無法工作。因此， 需要引入陣列天線抗干擾技術來提高衛(wèi)星導航系統(tǒng)的抗干擾能力。鑒于干 擾類型存在窄帶、寬帶、掃頻以及脈沖信號，干擾個數(shù)存在單干擾與多干 擾的形式，為了提高陣列天線的抗干擾綜合能力(主要是抗干擾強度與個 數(shù))，我們采用空/時頻域聯(lián)合抗干擾算法進行濾波。

在有限的孔徑條件下，為了提高抗寬帶干擾以及多干擾的性能，一般 都是采取空/時頻域聯(lián)合的方式進行濾波，常用的算法有空時聯(lián)合抗干擾算 法與空頻聯(lián)合抗干擾算法，由于空時聯(lián)合抗干擾算法在時域抽頭個數(shù)變多 的情況下，矩陣求逆計算量較大，在實際工程中無法實現(xiàn)，因此實際中用 的最多的是空頻聯(lián)合抗干擾算法。

文獻“一種抑制GPS射頻干擾的空頻自適應處理算法”中提到的空 頻自適應導航抗干擾算法，因為在可接收硬件資源的情況下，大大提高 時間自由度，可以提高抗寬帶干擾以及多干擾的能力獲得了廣泛的應用。 通常的空頻抗干擾算法一般經過采樣/緩存、DFT、各頻點抗干擾濾波 處理、IDFT等步驟，實際中為了提高抗干擾能力會盡可能的增大DFT 的點數(shù)，然而由于空頻算法主要是在FPGA上實現(xiàn)，這種方法在實際中 會存在實現(xiàn)過程繁瑣與占用資源較大的問題。

發(fā)明內容

發(fā)明所要解決的課題是，針對目前四陣元空頻抗干擾算法存在的上 述問題，研究設計一種基于自適應旁瓣相消器的四陣元抗干擾算法，可 以有效的解決空頻算法實現(xiàn)過程繁瑣與占用資源較大的問題。

用于解決課題的技術手段是，本發(fā)明提出一種基于自適應旁瓣相消 器的四陣元抗干擾方法，包括如下步驟：

對陣列天線接收的信號通過射頻輸出中頻模擬信號并采樣得到 數(shù)字信號，及經數(shù)字正交插值處理后獲得四個通道的各自長度為N的 數(shù)字復信號數(shù)據(jù)；

分別對每個通道的數(shù)字復信號數(shù)據(jù)進行N點的DFT運算，并根 據(jù)輸入條件確定主通道的通道號，將其余3個通道作為輔助通道并進行 統(tǒng)計形成輔助通道的協(xié)方差矩陣；

根據(jù)所述輔助通道的協(xié)方差矩陣，采用基于自適應旁瓣相消器的 抗干擾算法計算出輔助通道的濾波權值，并對頻域數(shù)據(jù)進行濾波得到每 個頻點的濾波后數(shù)據(jù)；

對每個頻點的濾波后數(shù)據(jù)進行IDFT運算，得到和輸出抗干擾處 理后的數(shù)據(jù)。

進一步地，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案：所述方法中3個 輔助通道的協(xié)方差矩陣形成三階矩陣。

進一步地，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案：所述方法采用基 于自適應旁瓣相消器的抗干擾算法計算出輔助通道的濾波權值，包 括：

根據(jù)獲取的主通道協(xié)方差矩陣和所得輔助通道的協(xié)方差矩陣統(tǒng)計 計算r_Xd，r_Xd為主通道數(shù)據(jù)與三個輔助通道數(shù)據(jù)的互相關向量；

利用輔助通道的協(xié)方差矩陣和計算所得r_Xd計算出3個輔助通道的 加權量，以得到其濾波權值；

根據(jù)計算所得3個輔助通道的加權量獲取主通道的權值。

進一步地，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案：還包括對輔助通道的 協(xié)方差矩陣進行求逆計算。

發(fā)明效果為：

本發(fā)明的基于自適應旁瓣相消器的四陣元抗干擾方法，通過采用一種 基于自適應旁瓣相消器的四陣元抗干擾算法，可以解決目前空頻抗干擾算 法中存在實現(xiàn)過程繁瑣與占用資源較大的問題；本發(fā)明的整個過程可以集 成在FPGA中實現(xiàn)，有利于裝置的小型化設計；本發(fā)明方法適用于導彈、 炸彈、飛機、艦船等軍用領域的衛(wèi)星導航設備，具有較強的實用性。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術的空頻抗干擾算法系統(tǒng)框圖。

圖2為功率倒置算法權值計算與濾波系統(tǒng)框圖。

圖3為現(xiàn)有技術的四階矩陣Cholesky分解求逆過程框圖。

圖4為現(xiàn)有技術的四階矩陣求逆占有的FPGA資源統(tǒng)計圖。

圖5為本發(fā)明的權值計算與濾波系統(tǒng)框圖。

圖6為三階矩陣行列式求逆過程框圖。

圖7為本發(fā)明的三階矩陣求逆占有的FPGA資源統(tǒng)計圖。

圖8為不同干擾場景下兩種算法的最優(yōu)權值對比圖。

具體實施方式

以下，基于附圖針對本發(fā)明進行詳細地說明。