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申请/专利权人:中国电子科技集团公司第五十四研究所
摘要:本发明公开了一种基于智能感知的卫星导航阵列抗干扰方法,属于卫星导航通信中阵列信号处理领域。本发明利用阵列天线各阵元信号进行干扰检测和抑制的融合处理,一方面进行干扰数量、类型、方位信息等参数检测,另一方面利用干扰检测等信息进行干扰的深度抑制。相比于传统抗干扰方法,本发明实现了干扰检测和干扰抑制的融合,且干扰抑制深度能力优于传统的抗干扰方法。
主权项:1.一种基于智能感知的卫星导航阵列抗干扰方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1,阵列天线接收N路信号,输出N路射频信号R1~RN; 其中,Sim为第i路天线接收的第m个导航卫星信号,m的取值范围为1~M,M为导航卫星信号的总数,i的取值范围为1~N;Jip为第i路天线接收的第p个干扰信号,p取值范围为1~P,P为干扰信号的总数;Ni为第i路天线接收的噪声信号;步骤2,通过射频前端对N路射频信号R1~RN进行放大、下变频和滤波处理,输出N路中频信号X1~XN;步骤3,利用N路中频信号X1~XN,完成基于智能感知的卫星导航阵列抗干扰处理;具体方式为:步骤301,选取X1~XN中的一路信号为参考支路,对参考支路进行干扰检测和特征参数估计,判断有无干扰,若不存在干扰,则重新进行干扰检测和特征参数估计,直至检测到干扰,执行步骤302;步骤302,判断参考支路是否存在窄带干扰,并输出结果给步骤303;步骤303,若存在窄带干扰,则对N路中频信号X1~XN执行窄带干扰抑制处理;若不存在窄带干扰,则对N路中频信号X1~XN进行延时输出,延时时间与窄带干扰抑制处理时间相同;窄带干扰抑制处理或延时输出的信号为Z1~ZN;步骤304,令Z=[Z1,…ZN],顺序取Z的Q个采样点,计算协方差矩阵Rzz: 步骤305,计算协方差矩阵Rzz的特征值δ1~δN,依次将每个特征值与噪声特征值阈值比较;若特征值大于噪声特征值阈值,则将该特征值归入干扰子空间,否则,归入噪声子空间;求取特征值对应的特征向量其中构成干扰子空间的特征向量矩阵A,构成噪声子空间的特征向量矩阵B;步骤306,利用干扰子空间特征向量矩阵A,进行干扰来向估计;具体方式如下:1设置角度间隔,按照角度间隔将方位角从0°增加到360°,得到I个方位角,将俯仰角从0°增加到90°,得到J个俯仰角,θk为第k个方位角,为第l个俯仰角,分别计算每组方位角和俯仰角下的导向矢量和功率值;a计算阵列天线在方位的导向矢量Skl: 其中,SScan为空域导向矢量,STime为时域导向矢量,为Kronecker积;STime=[1,1,…,1],STime的维数为D,D为阵列自适应处理时域抽头数,若为基于空域的自适应处理,则D取值为1; 其中,ωs=2*π*Pa*[xscan,yscan]α,Pa为阵列坐标,α为信号中心频率对应的波长; b检测干扰功率Pkl:Pkl=1SklH*A*AH*Skl其中,SklH为导向矢量Skl的共轭转置,AH为干扰空间特征向量矩阵A的共轭转置;2对Pkl进行归一化;3判断Pkl是否大于噪声功率阈值,若大于噪声功率阈值,则该方向存在干扰;4输出干扰估计数量干扰估计来向其中,干扰估计方位角干扰估计俯仰角执行步骤307;步骤307,利用干扰估计数量、干扰估计来向,进行干扰信号抑制;具体方式如下:1计算约束矩阵C,C为维列矩阵,约束矩阵C的第一列其中SScan=[1,1,…,1],SScan的维数为N;约束矩阵C的第2列C2至第列分别为个干扰估计来向的导向矢量;2计算阵列天线各阵元的加权矢量W:W=Rzz-1*C*CH*Rzz*C-1*gT其中,g为约束向量,g=[1,0,…,0],g的维数为N×D,上标-1表示矩阵求逆运算,上标H表示共轭转置,上标T表示矩阵转置;3进行干扰抑制:y=WH*Z其中,y为干扰抑制后的信号;步骤4,输出干扰参数和干扰抑制后的导航信号给导航接收机。
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