[發(fā)明專利]一種基于FPGA的用于無(wú)人機(jī)GPS天線的抗干擾方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010675027.6
• 申請(qǐng)日: 2020-07-14
• 公開（公告）號(hào): CN111999746A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊翠翠;樊立明;安斌;周明;馬遠(yuǎn)超;王劍飛;袁鐘達(dá);李晨曦;楊健;楊格非;汪強(qiáng);黃遲;王水;張?zhí)?/a>;胡晶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安愛生無(wú)人機(jī)技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01S19/21
• 分類號(hào): G01S19/21
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 王凱敏

1.一種基于FPGA的用于無(wú)人機(jī)GPS天線的抗干擾方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)m倍抽取和加窗操作

1.1)將n路中頻信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)字下變頻后得到的n*2路正交基帶信號(hào)，對(duì)該n*2路基帶信號(hào)進(jìn)行m倍抽取，n和m均為大于等于1的自然數(shù)；

1.2)對(duì)m倍抽取后得到的n*2路正交基帶信號(hào)分別進(jìn)行加窗操作，加窗操作的窗函數(shù)采用廣義海明窗，窗長(zhǎng)度為L(zhǎng)，L與浮點(diǎn)FFT的點(diǎn)數(shù)相等；

1.3)將加窗完成后的n*2路正交基帶信號(hào)輸出；

2)浮點(diǎn)FFT變換，將n*2路正交基帶信號(hào)從時(shí)域轉(zhuǎn)為頻域：

2.1)將加窗完成后的n*2路正交基帶信號(hào)通過(guò)定點(diǎn)轉(zhuǎn)浮點(diǎn)IP核，轉(zhuǎn)為n*2路浮點(diǎn)數(shù)據(jù)格式信號(hào)；

2.2)將n*2路浮點(diǎn)數(shù)據(jù)格式信號(hào)分別輸入n個(gè)浮點(diǎn)FFT IP核進(jìn)行FFT運(yùn)算，得到n路浮點(diǎn)復(fù)數(shù)信號(hào)；

2.3)將n路浮點(diǎn)復(fù)數(shù)信號(hào)，經(jīng)過(guò)浮點(diǎn)轉(zhuǎn)定點(diǎn)IP核轉(zhuǎn)為n路定點(diǎn)格式信號(hào)；

2.4)將n路定點(diǎn)格式信號(hào)取相同頻點(diǎn)上的數(shù)據(jù)組成n個(gè)n*1矩陣，分別記為x(1)＝{x11,x12,...,x1n}^T,x(2)＝{x21,x22,...,x2n}^T,...,x(n)＝{xn1,xn2,...,xnn}^T；x11,x12,...,x1n分別為第1～n路定點(diǎn)格式信號(hào)中第1個(gè)頻點(diǎn)上的數(shù)據(jù)；x21,x22,...,x2n分別為第1～n路定點(diǎn)格式信號(hào)中第2個(gè)頻點(diǎn)上的數(shù)據(jù)；...；xn1,xn2,...,xnn分別為第1～n路定點(diǎn)格式信號(hào)中第n個(gè)頻點(diǎn)上的數(shù)據(jù)，T表示轉(zhuǎn)置；

3)功率倒置LCMV算法

3.1)協(xié)方差求自相關(guān)矩陣

依次用步驟2)輸出的每一個(gè)n*1矩陣乘以其共軛轉(zhuǎn)置矩陣，生成一個(gè)n階正定hermite陣，從而每個(gè)頻點(diǎn)得到一個(gè)n階正定hermite陣，即每個(gè)頻點(diǎn)得到一個(gè)協(xié)方差矩陣；

3.2)協(xié)方差矩陣求逆

對(duì)步驟3.1)得到的每一個(gè)協(xié)方差矩陣，分別采用Cholesky分解矩陣求逆算法，根據(jù)正定hermite陣的逆矩陣同樣是正定hermite陣原理，將所述協(xié)方差矩陣分解為下三角矩陣和其共軛矩陣的乘積，通過(guò)求取下三角矩陣的逆矩陣，來(lái)實(shí)現(xiàn)每一個(gè)協(xié)方差矩陣求逆；

3.3)權(quán)值計(jì)算

對(duì)于每一個(gè)協(xié)方差矩陣，利用拉格朗日乘數(shù)法，求得最優(yōu)權(quán)向量為：R^-1為協(xié)方差矩陣的逆矩陣，S為M×1階矢量，M為陣元數(shù)，H表示共軛轉(zhuǎn)置；當(dāng)信號(hào)方向未知時(shí)，令約束條件w^TS＝1，此時(shí)S＝[1,0,0,…,0]^T，T表示轉(zhuǎn)置；

4)波束加權(quán)

將步驟3.3)得到的最優(yōu)權(quán)向量與步驟2.4)得到的n個(gè)n*1矩陣分別進(jìn)行復(fù)數(shù)加權(quán)，得到無(wú)干擾的數(shù)字信號(hào)；加權(quán)采用公式y(tǒng)(k)＝w^H(k)x(k)將n個(gè)通道的信號(hào)合成1路頻域信號(hào)；k分別取1,2,3…,n；

5)浮點(diǎn)IFFT變換

通過(guò)浮點(diǎn)IFFT IP核將波束加權(quán)后合成的1路頻域信號(hào)轉(zhuǎn)換為1路時(shí)域信號(hào)；

6)m倍內(nèi)插

將步驟5)得到的1路時(shí)域信號(hào)進(jìn)行m倍內(nèi)插后輸出。