[發(fā)明專利]一種基于非周期多級陣列的EHF衛(wèi)星抗干擾方法

有效

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• 申請日: 2021-12-13
• 公開（公告）號: CN113905395B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發(fā)明（設計）人: 王昊;徐勇;張杰斌
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H04W16/28
• 分類號: H04W16/28;H04W24/02;H04B7/185
• 代理公司: 北京盛詢知識產權代理有限公司 11901
• 代理人: 馬文巧

本發(fā)明涉及一種基于非周期多級陣列的EHF衛(wèi)星抗干擾方法，包括：基于陣列天線接收衛(wèi)星信號，得到多級陣列衛(wèi)星信號，將所述多級陣列衛(wèi)星劃分為N個子陣，得到一級子陣和二級子陣，所述一級子陣由M個陣元組成，然后以所述N個子陣為陣元構成所述二級子陣；計算所述二級子陣的非周期分布結果，確定子陣中心位置坐標，并根據(jù)配置輸入的參數(shù)執(zhí)行進化算法，尋找最優(yōu)的子陣非周期分布結果。本發(fā)明中的非周期多級陣列提升波束分辨率，同時抑制柵瓣產生，有效解決了衛(wèi)星通信面臨的上行干擾問題。

技術領域

本發(fā)明涉及衛(wèi)星抗干擾技術領域，特別是涉及一種基于非周期多級陣列的EHF衛(wèi)星抗干擾方法。

背景技術

極高頻(EHF)波段衛(wèi)星通信系統(tǒng)具有頻率高、頻帶寬、波束窄等特點，其作為未來衛(wèi)星通信的發(fā)展方向受到各國的重視。在衛(wèi)星系統(tǒng)規(guī)劃中，抗干擾能力是一項重要的設計指標，尤其是在復雜或對抗的場景中。針對衛(wèi)星通信系統(tǒng)的干擾可以分為上行干擾和下行干擾，上行干擾主要針對衛(wèi)星，下行干擾主要針對終端。

衛(wèi)星通信中常采用擴頻、跳頻等技術來抑制干擾，但是對于寬帶或跟蹤式干擾，擴頻、跳頻系統(tǒng)的信噪比仍然會受到明顯的影響?；陉嚵刑炀€的自適應調零是一種有效的抗干擾方法，它可以從空域濾除多種類型的干擾。但是在EHF頻段，衛(wèi)星端采用自適應調零技術需要充分考慮干擾場景及陣列參數(shù)。

干擾場景分析：首先根據(jù)衛(wèi)星所處的地球同步軌道高度和地球半徑可以計算，衛(wèi)星覆蓋整個地球的波束的角度約為

由此可以得出，地面干擾信號和上行信號到達衛(wèi)星的方向夾角一定在該范圍內。另一方面，為了保證衛(wèi)星波束覆蓋區(qū)域的精確控制以及信號增益，衛(wèi)星一般采用點波束技術。在EHF頻段，衛(wèi)星波束相對更窄，設計指標一般要求為2°左右。當干擾源處于或靠近波束覆蓋范圍時才可能對衛(wèi)星造成干擾，因此干擾信號和上行信號到達衛(wèi)星端的方向會十分靠近，這將導致常規(guī)自適應調零在抑制干擾的同時對上行信號也將造成明顯衰減。

發(fā)明內容

本發(fā)明提出一種基于非周期多級陣列的EHF衛(wèi)星抗干擾方法，通過并行差分進化，更快地計算出較優(yōu)地子陣非周期分布結果，然后計算每級陣列對應的權矢量，保證點波束和抗干擾處理的分辨率，避免干擾信號與上行信號到達方向靠近時造成信噪比嚴重損失。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種基于非周期多級陣列的EHF衛(wèi)星抗干擾方法，包括：

基于陣列天線接收衛(wèi)星信號，得到多級陣列衛(wèi)星信號，將所述多級陣列衛(wèi)星劃分為N個子陣，得到一級子陣和二級子陣，所述一級子陣由M個陣元組成，然后以所述N個子陣為陣元構成所述二級子陣；

計算所述二級子陣的非周期分布結果，確定子陣中心位置坐標，并根據(jù)配置輸入的參數(shù)執(zhí)行進化算法，尋找最優(yōu)的子陣非周期分布結果。

優(yōu)選地，在得到所述多級陣列衛(wèi)星信號后首先進行預處理操作，所述預處理操作的過程包括：對接收到的衛(wèi)星信號進行變頻處理，完成對所述衛(wèi)星信號的采樣，得到預處理后的衛(wèi)星信號。

優(yōu)選地，將所述預處理后的衛(wèi)星信號劃分為所述N個子陣，得到所述一級子陣和二級子陣，計算兩級陣列的權矢量，并進行加權處理，用于濾除所述衛(wèi)星信號中的干擾。

優(yōu)選地，所述一級子陣對應的權矢量為點波束的方向矢量，通過加權處理后建立波束；所述二級子陣的權矢量基于線性約束最小方差準則得到，用于抑制干擾，同時維持點波束方向的增益。

優(yōu)選地，所述執(zhí)行進化算法的過程包括：

基于所述配置輸入的參數(shù)執(zhí)行并行差分進化算法，通過并行運算加速，尋找最優(yōu)的子陣非周期分布結果，確定所述N個子陣的偏移量，得到最終陣列方向圖的期望目標值。