[發明專利]一種基于子空間誤差修正的線性掃頻干擾抑制方法及系統

有效

• 申請號: 201811540877.4
• 申請日: 2018-12-17
• 公開（公告）號: CN109581422B
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 周柱;翟永平;張茂軍
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G01S19/21
• 分類號: G01S19/21
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

本發明公開了一種基于子空間誤差修正的線性掃頻干擾抑制方法，包括步驟1：對用陣列天線接收到的信號白化處理并進行時頻分析得到優化后的接收信號時頻分布圖；步驟2：從優化后的時頻分布圖中遴選自源點；步驟3：通過自源點估計線性掃頻頻率參數即初始頻率f_i和調頻斜率g_i，i為第i個線性掃頻干擾信號，i＝2,…,P,P為干擾信號的數量；步驟4：對所估計的頻率參數進行修正；步驟5：使用修正后的頻率參數構建干擾子空間，用子空間投影消除干擾。本發明通過對估計的頻率參數進行修正，構建更準確的干擾子空間，然后通過子空間投影的方法消除干擾取得了較好的抑制效果，避免了在構建子空間基矢量序列長度過長和過短都損傷子空間投影抗干擾性能。

技術領域

本發明屬于信號處理領域，尤其涉及一種子空間誤差修正的線性掃頻干擾抑制方法及系統。

背景技術

線性掃頻(LFM:Linear Frequency Modulation)干擾是戰場環境下普遍的一種干擾，屬于非平穩干擾，使用處理平穩干擾的方法處理效果不好，文獻1“D C Ricks,P GCifuentes,J S Goldstein.What is Optimal Processing for Nonstationary Data[C].Pacific Grove,CA:34^th Asilomar Conference on Signals,Systems,and Computers,2000,11,656-661”對此進行了分析和仿真驗證。采用子空間投影的方法，在子空間基矢量構建精準的情況下，可以取得很好的效果，如文獻2“Moeness G Amin,Zhao L,Lindsey AR.Subspace Array Processing for the Suppression of FM Jamming in GPSReceivers[J].IEEE Trans on Aerospace and Electronic Systems,2004,40(1):80-92”中的仿真結果。構建LFM干擾子空間基矢量的關鍵問題在于其參數的估計。文獻2和文獻3“周柱,盧樹軍,張爾揚等.GPS接收信號中線性掃頻干擾的抑制[J].國防科技大學學報,2013,35(1):70-76”首先估計LFM干擾的參數，據此構建干擾子空間，在此基礎上用子空間投影法消除干擾。文獻4“李利,司錫才,張雯雯等.改進的多分量LFM信號參數估計算法及其快速實現[J].系統工程與電子技術,2009,31(11):2560-2562”通過二階非線性變換在信號參數空間形成最大值來估計LFM信號參數，在多分量的情況下，討論了信號自項和交叉項與時間的關系，發現自項和交叉項對時間有不同的依賴性，提出了加權平均的方法來改進算法，克服了交叉項的影響。

LFM參數估計必然存在誤差，如果采用現有的子空間投影法構造干擾子空間，并用子空間投影抑制干擾，微小的估計偏差會帶來輸出信干噪比極大的下降。研究發現用于構造子空間的序列長度對于基于子空間投影抗干擾方法的性能有很大影響，具體體現為：1、用較短的序列縮短干擾子空間的基矢量，能夠極大提高子空間投影方法對于參數估計的容錯性，提高了抗干擾系統的魯棒性；2、用較短序列相當于給信號加窗，窗口越短，信號頻譜泄漏越嚴重。因為構建子空間基矢量序列長度過長和過短都損傷子空間投影抗干擾性能，所以需要確定最佳的序列長度，而最佳序列長度難于用顯式求得。本發明將從誤差修正的角度解決這一問題，即通過修正LFM干擾信號的頻率參數誤差，從而精確構建干擾子空間，完成干擾抑制。

本發明主要用到的背景技術是非平穩信號矢量的時頻分析。

以M元天線陣接收GPS信號為例進行分析，采用何種導航信號對于抗干擾而言，處理方法相同。接收機接收到的信號由信號、白噪聲和干擾組成。對于用陣列天線接收到的信號，其數學形式可以表示為

x(t)＝a_s·s(t)+Ay(t)+v(t) (1)