[發明專利]一種提升北斗調零天線抗干擾性能的裝置及方法

在審

• 申請號: 202211699195.4
• 申請日: 2022-12-28
• 公開（公告）號: CN116015325A
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 管保玲;趙滿川
• 申請（專利權）人: 成都國星通信有限公司
• 主分類號: H04B1/10
• 分類號: H04B1/10
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

本發明公開了一種提升北斗調零天線抗干擾性能的裝置及方法，該裝置包括北斗調零天線，所述北斗調零天線包括FFT變換電路和自適應抗干擾處理電路，在FFT變換電路和自適應抗干擾處理電路之間設置有頻域數據平滑電路，對于帶外信號，直接置零，不參與權值系數的收斂；對于帶內信號，增加多組存儲器，存儲當前幀之前和之后的數據，用前后幀數據對當前幀數據進行平滑加權，穩定LMS算法的輸入信號，提高抗干擾性能。本發明通過優化權值收斂電路實現方式，使參與LMS算法的數據抖動變小，最終收斂的權值更趨于穩定，提高自適應算法的穩健性，提升了北斗調零天線的抗干擾指標。

技術領域

本發明涉及調零天線技術領域，尤其涉及一種提升北斗調零天線抗干擾性能的裝置及方法。

背景技術

隨著我國北斗三代衛星導航系統全面建成，在全球范圍內，其應用也是越來越廣泛，特別是在國防應用領域，對北斗導航設備的抗干擾性能要求也是越來越高。目前主流的抗干擾方案多數采用空時自適應濾波技術，它能有效抑制空間環境中的窄帶干擾、寬帶干擾、脈沖干擾、掃頻干擾及其他類型的干擾。空時自適應濾波技術一般采用最小均方誤差準則，基于算法實現復雜度和硬件成本考慮，具體實現采用最小均方(LMS)算法，它具備性能穩定、計算量低和易于工程實現等優點，但缺點是不能達到較快的收斂速度和較小的均方誤差。

北斗調零天線抗干擾一般處理流程如圖2所示。從圖2中可以看到，自適應抗干擾處理(LMS算法)在頻域進行，從實測數據來看，對空間環境中穩定的干擾信號采用，經過快速傅里葉變換后，相同的頻點，不同時刻的采樣數據，幅度均有較大的波動。用這種波動比較大的數據進行LMS自適應迭代算法，對權值系數的收斂有以下兩個方面的影響：第一，收斂速度會變慢，不能及時的收斂到最優值；第二，權值收斂完成后波動比較大，導致抗干擾輸出不穩定，最終制約抗干擾性能的提升。

發明內容

本發明的目的是提供一種提升北斗調零天線抗干擾性能的裝置及方法，以解決如何提高北斗抗干擾天線的抗干擾性能的技術問題。

本發明是采用以下技術方案實現的：一種提升北斗調零天線抗干擾性能的裝置，包括北斗調零天線，所述北斗調零天線包括FFT變換電路和自適應抗干擾處理電路，在FFT變換電路和自適應抗干擾處理電路之間設置有頻域數據平滑電路，對于帶外信號，直接置零，不參與權值系數的收斂；對于帶內信號，增加多組存儲器，存儲當前幀之前和之后的數據，用前后幀數據對當前幀數據進行平滑加權，穩定LMS算法的輸入信號，提高抗干擾性能。

進一步的，所述北斗調零天線還包括依次連接的陣列天線、RF射頻電路和模數轉換器ADC，所述模數轉換器ADC與FFT變換電路相連接。

進一步的，所述北斗調零天線還包括依次連接的IFFT變換電路、數字AGC電路、數模轉換器DAC和上變頻電路，所述IFFT變換電路與自適應抗干擾處理電路相連接。

一種提升北斗調零天線抗干擾性能的方法，包括如下步驟：

S1：搭建多通道寬帶信號接收裝置，調試每個電路，確保每個電路均能正常可靠的工作；

S2：通過信號接收裝置接收空間信號，并對信號進行FFT變換；

S3：在FFT變換之后，對帶內信號，每個頻點存儲數據，并對數據進行平滑處理，進行自適應LMS算法加權迭代；

S4：根據LMS算法加權系數ω_Ai，取出其中一幀數據，對帶內每個頻點進行自適應濾波，之后進行IFFT變換；

S5：數字AGC平穩信號幅度后，通過DAC將數字信號轉換成模擬信號，最后經上變頻后輸出。

進一步的，步驟S3包括如下子步驟：

S31：在FFT變換后，每個通道開辟多個存儲器RAM，用于存儲帶內信號數據；