[發明專利]一種基于自適應濾波器的干擾信號處理方法及裝置

有效

• 申請號: 202011610387.4
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112769414B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 托乎提努爾;段雪峰;裴鑫;李健;陳卯蒸;劉艷玲
• 申請（專利權）人: 中國科學院新疆天文臺
• 主分類號: H03H21/00
• 分類號: H03H21/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 郭夢雅

一種基于自適應濾波器的干擾信號處理方法，包括獲取天文觀測信號與干擾參考信號，進行信號同步；對天文觀測信號進行延遲處理；將天文觀測信號對應的干擾參考信號分成兩路，一路干擾參考信號進行延遲處理；另一路干擾參考信號輸入自適應濾波器進行數字濾波；延遲處理的天文觀測信號中減去數字濾波后的干擾參考信號，得到對應的輸出信號；將輸出信號與延遲處理后的干擾參考信號輸入滯后相關器進行互相關運算；對輸出的信號進行積分；根據積分的平均值更新濾波系數；對觀測信號每個采樣輸出重復上述步驟，獲取輸出信號的全部采樣數據。本發明能提升觀測系統干擾處理性能，避免觀測信號帶寬的損失，并有效抑制復雜射頻干擾，提高信號質量及識別率。

技術領域

本發明涉及信號處理領域，特別涉及一種基于自適應濾波器的干擾信號處理方法及裝置。

背景技術

由于射電望遠鏡的天線接收面積大、天線增益高，靈敏度遠遠超過普通的通信設備，即使將射電望遠鏡建設在比較偏遠、無線電干擾相對較小的區域，仍然會受到其它信號的干擾，使得射電望遠鏡在接收到有用天文信息的同時，還會接收到人為射頻干擾(RadioFrequency Interferences，RFI)，例如電視信號、調頻無線電傳輸、全球定位系統(GPS)、手機和飛機導航通訊等干擾信號。這些干擾信號是影響天文觀測設備靈敏度和數據質量的主要因素，可導致重要頻段天文數據的丟失，大大降低天文信號的信噪比，嚴重影響科學研究結果的準確性與有效性，對脈沖星、快速射電爆等天文現象的研究產生很大的障礙。

為了有效抑制干擾信號，射電天文學家提出了多種處理方法，但現有的處理方法仍具有如下缺陷：

(1)現有的干擾信號消除方法效率較低、靈活性差，隨著射電望遠鏡的觀測性能的提升，可觀測天體信號的頻率范圍不斷擴大，導致觀測帶寬和產生的數據量也隨之增加，從而使得現有的干擾信號處理方法已經無法滿足海量的觀測數據的高速實時處理需求。

(2)現有的干擾信號消除方法針對復雜強干擾信號的抑制性能較差，例如4G信號、TV信號等干擾信號經常跟脈沖星信號混到一起，難以處理，可能導致數據帶寬的損失或部分脈沖星數據的丟失，降低脈沖星信號信噪比，從而無法給科學家提供可靠的脈沖星觀測數據。

綜上，如何提高數據的處理速度，并提高輸出信號的質量，成為一項亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于自適應濾波器的干擾信號處理方法，以提高數據的干擾消除性能，并提升輸出信號的質量。

為達到上述目的，本發明實施例提供一種基于自適應濾波器的干擾信號處理方法，包括：

步驟1：獲取天文觀測信號與干擾參考信號，進行信號同步；

步驟2：對天文觀測信號進行延遲處理，信號延遲大小設置為N/2，N表示FIR數字濾波器的階數；

步驟3：將天文觀測信號對應的干擾參考信號分成兩路，對其中一路干擾參考信號進行延遲處理，延遲大小等于FIR濾波器階數的一半；將另一路干擾參考信號輸入所述自適應濾波器，以對所述干擾參考信號進行數字濾波；

步驟4：延遲處理的天文觀測信號中減去數字濾波后的干擾參考信號，得到對應的輸出信號；

步驟5：將所述輸出信號以及延遲處理后的干擾參考信號輸入滯后相關器，以利用所述滯后相關器進行互相關運算；

步驟6：對所述滯后相關器輸出的信號進行積分，并計算積分的平均值；

步驟7：根據所述積分的平均值，更新所述自適應濾波器的濾波系數；

針對觀測信號每個采樣的輸出，重復上述步驟2至步驟7，以獲取輸出信號的全部采樣數據。

在本發明一實施例中，所述滯后相關器通過以下公式進行互相關運算：