[發明專利]十字天線陣干擾抑制方法和系統

有效

• 申請號: 202010629259.8
• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN111786707B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 詹亞鋒;任淑倩;王曉偉
• 申請（專利權）人: 清華大學;上海清申科技發展有限公司
• 主分類號: H04B7/0456
• 分類號: H04B7/0456;H04B7/08;H04B1/04;H04B1/10
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 徐彥圣

本發明提供了一種十字天線陣干擾抑制方法和系統，應用于十字天線陣列，包括：基于十字天線陣列的入射信號的第一信號參數和十字天線陣列的噪聲信號的第二信號參數，確定十字天線陣列的信干噪比關于信號加權矢量的目標數學關系；入射信號包括：期望信號和干擾信號；基于目標數學關系，計算在信干噪比為最大值時的信號加權矢量，得到目標加權矢量；利用目標加權矢量對十字天線陣列的各個陣元所接收到的信號進行加權求和，得到目標輸出信號。本發明緩解了現有技術中存在的缺乏關于十字天線陣的抗干擾方法的技術問題。

技術領域

本發明涉及衛星通信技術領域，尤其是涉及一種十字天線陣干擾抑制方法和系統。

背景技術

隨著無線通信技術的不斷發展，信號干擾技術也不斷進步，高效地抑制干擾信號對接收有用信號的影響是獲得成功無線通信服務的必要條件。針對信號接收機工作環境中可能出現的不同類型的干擾，需要通過多種抗干擾算法對干擾信號的強度進行抑制，保障整個通信過程的順利進行。當前信號抗干擾廣泛采用的原則是：從發射機、接收機、天線、信號處理等通信流程中的不同方面研究特定的針對性抗干擾措施。例如，對于發射機，常常采用改變發射頻率、增大發射功率、優化波形設計、采用相干發射等方式抑制干擾信號；接收機則采用改變接收功率、優化接收機布局等手段對干擾信號進行處理；同時，將信號處理技術與天線技術相結合，也是信號干擾的一種有效途徑。

陣列天線又稱天線陣，是由許多相同的單天線按一定規律排列組成的天線系統，利用陣列天線進行干擾抑制是信號抗干擾領域的重要方式之一。目前，陣列天線自適應抗干擾技術并不完善，一是由于陣列天線的抗干擾性能取決于其采用的自適應算法準則，包括最小均方誤差準則(MMSE)、線性約束最小方差準則(LCMV)、最大信干噪比準則(MSINR)等，需要根據不同的抗干擾需求選擇不同的自適應算法準則。而現有的陣列信號抗干擾技術主要針對均勻線陣、圓陣、矩形陣等典型陣列信號模型進行設計，缺乏通用的普適陣列信號模型，而沒有關于十字天線陣的抗干擾方法。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種十字天線陣干擾抑制方法和系統，以緩解了現有技術中存在的缺乏關于十字天線陣的抗干擾方法的技術問題。

第一方面，本發明實施例提供了一種十字天線陣干擾抑制方法，應用于十字天線陣列，所述十字天線陣列包括兩個相互垂直的直線陣列，每個方向上包括至少一個陣元，所述方法包括：基于所述十字天線陣列的入射信號的第一信號參數和所述十字天線陣列的噪聲信號的第二信號參數，確定所述十字天線陣列的信干噪比關于信號加權矢量的目標數學關系；所述入射信號包括：期望信號和干擾信號，所述第一信號參數包括：入射角，信號強度，所述第二信號參數包括：信號強度；基于所述目標數學關系，計算在所述信干噪比為最大值時的信號加權矢量，得到目標加權矢量；利用所述目標加權矢量對所述十字天線陣列的各個陣元所接收到的信號進行加權求和，得到目標輸出信號。

進一步地，基于所述十字天線陣列的入射信號的第一信號參數和所述十字天線陣列的噪聲信號的第二信號參數，確定所述十字天線陣列的信干噪比關于信號加權矢量的目標數學關系，包括：基于所述十字天線陣列的入射信號的入射角，計算所述入射信號的方向向量；基于所述方向向量、所述入射信號的信號強度和噪聲信號的信號強度，分別計算所述入射信號的自相關矩陣和所述噪聲信號的自相關矩陣；基于所述入射信號的自相關矩陣和所述噪聲信號的自相關矩陣，確定所述十字天線陣列的信干噪比關于信號加權矢量的目標數學關系。

進一步地，基于所述十字天線陣列的入射信號的入射角，計算所述入射信號的方向向量，包括：獲取所述十字天線陣列的陣元間距和所述入射信號的信號波長；基于所述陣元間距、所述信號波長和所述入射角，計算所述十字天線陣列的陣元相對于目標參考點的相位差；所述目標參考點為所述十字天線陣列的兩個相互垂直的直線陣列的交叉點；基于所述相位差和所述入射角，計算所述入射信號的方向向量。