空频抗干扰处理方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种导航信号的空频抗干扰处理方法和装置。该方法包括：获取多路级联陷波处理后的中频数据；对所述多路中频数据分别进行K点FFT变换后，进行空域滤波，得到频域数组，其中，K为大于0的常数；对空域滤波后的频域数组进行K点IFFT变换，得到抗干扰处理后的时域中频数据。本发明专利技术提供的技术方案适用于卫星导航系统，实现了高效高精度的干扰过滤。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种级联IIR陷波算法的空频抗干扰滤波技术，具有实时抑制窄带干扰和宽带干扰的功能，主要应用于各种来向干扰环境下的卫星导航接收机以及其他抗干扰扩频通信系统，具体涉及一种导航信号的空频抗干扰处理方法和装置。
技术介绍
全球卫星导航系统目前有美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯全球卫星导航系统(GLONASS)、欧洲伽利略卫星定位系统(Galileo)、以及发展中的中国北斗定位系统，它们能提供全天候、实时、连续的高精度位置信息，已经广泛应用于各类军用和民用目标的定位、导航、授时和精密测量。但是卫星信号在传输和接收过程中会受到有意和无意的干扰。通过滤波器抑制噪声或干扰并保留信号能量，是一种干扰对消的过程。这样的滤波器，可以是固定的，也可以是自适应的，有限冲激响应(FIR)滤波器和无限冲激响应(IIR)滤波器是时域窄带干扰抑制的主要方法。空域滤波以其自身调节参数的能力以及对信号和干扰的先验知识要求较少的优势得到了广泛应用。传统的空域自适应处理算法对空间不同于信号来向的干扰可以有效地抑制，但对于与信号同向的窄带干扰抑制程度不够，同时滤除部分有用信号。对于传统直接型IIR陷波器，是基于最小功率LMS算法求解陷波器的系数值。在仿真研究中发现，普通梯度迭代算法收敛速度慢，当窄带干扰较强时，使用该算法对干扰频率的估计相对较好，但仍然存在一定程度上的误差；当窄带干扰较弱时，该算法很难准确估计出窄带干扰的频率。变步长自适应算法提供了快的收敛速度，但对IIR陷波器系数β的估计精度下降。对于格型IIR陷波器，自适应算法对遗忘因子、平滑因子敏感，实现起来复杂度高。
技术实现思路
本专利技术提供了一种空频抗干扰处理方法和装置，解决了现有干扰处理方式效果差、效率低的问题。一种空频抗干扰处理方法，包括：获取多路级联陷波处理后的中频数据；对所述多路中频数据分别进行K点FFT变换后，进行空域滤波，得到频域数组，其中，K为大于0的常数；对空域滤波后的频域数组进行K点IFFT变换，得到抗干扰处理后的时域中频数据。优选的，获取多路陷波处理后的中频数据包括：对中频信号进行AD采样得到K个中频数据；每两个相邻中频数据之间的间隔为2π/K，根据第1～K/2个中频数据中最大幅度值F(k)的位置k，确定窄带干扰频率的估计值为(2π/K);]]>构建级联结构的陷波器；通过所述级联结构的陷波器对所述中频数据进行处理，得到频域数据；对所述频域数据进行K点FFT变换，得到频域数组X11,X12,…X1K；X21,X22,…X2K；…XM1,XM2,…XMK，其中，M为阵元的数量。优选的，构建级联结构的陷波器包括：根据二阶数字陷波器的传递函数，确定滤波器参数β；根据当n＝1,2,...,N/2时，频域幅度中F(k)-F(n)＜γF(k)的次数count值，确定滤波器参数α；根据以下传递函数H(z)=1+2βz-5+z-101+2αβz-5+α2z-10]]>确定陷波滤波器的输出y(n)：y(n)＝x(n)+2βx(n-5)+x(n-10)-2αβy(n-5)-α2y(n-10)；确定级联的两个陷波器的频率估计参数：β12=-cos(ω^0±Δω);]]>将所述级联的两个陷波器级联输出，时域表达式如下：y1(n)＝x(n)+2β1x(n-5)+x(n-10)-2αβ1y1(n-5)-α2y1(n-10)，y2(n)＝y1(n)+2β2y1(n-5)+y1(n-10)-2αβ2y2(n-5)-α2y2(n-10)，其中x(n)为中频AD采集数据流，y1(n)为第一级陷波器输出，y2(n)为第二级陷波器输出。优选的，对所述多路中频数据分别进行K点FFT变换后，进行空域滤波，得到频域数组包括：每个阵元接收中频数据经过相同的级联陷波处理后，经过K点FFT变换，得到频域数组X为：X＝[X11,X12,…X1K；X21,X22,…X2K；…XM1,XM2,…XMK]；根据所述频域数组，计算协方差矩阵Rk＝E[XkXkH](M×M维)，其中，Xk＝[X1k,X2k,…XMk]T k＝1,2,...,K；计算空间导向矢量：a=[1,ejωs,...,ej(M-1)ωs]T;]]>利用拉格朗日乘子法可以推导出多约束最小方差处理器的解为：wk＝Rk-1a；利用最优权值wk对频域数组进行空域滤波处理，表达式为：yk(n)＝w1kX1k(n)+w2kX2k(n)+...+wMkXMk(n)，yk(n)为第k个频点空域滤波的输出。本专利技术还提供了一种导航信号的空频抗干扰处理装置，包括：级联陷波模块，用于获取多路级联陷波处理后的中频数据；滤波模块，用于对所述多路中频数据分别进行K点FFT变换后，进行空域滤波，得到频域数组，其中，K为大于0的常数；中频数据获取模块，用于对空域滤波后的频域数组进行K点IFFT变换，得到抗干扰处理后的时域中频数据。优选的，所述级联陷波模块包括：采样单元，用于对中频信号进行AD采样得到K个中频数据；干扰频率确定单元，用于每两个相邻中频数据之间的间隔为2π/K，根据第1～K/2个中频数据中最大幅度值F(k)的位置k，确定窄带干扰频率的估计值为ω^0=(k-1)*(2π/K);]]>陷波器构建单元，用于构建级联结构的陷波器；频域数据获取单元，用于通过所述级联结构的陷波器对所述中频数据进行处理，得到频域数据；频域数组获取单元，用于对所述频域数据进行K点FFT变换，得到频域数组X11,X12,…X1K；X21,X22,…X2K；…XM1,XM2,…XMK，其中，M为阵元的数量。优选的，所述陷波器构建单元包括：第一参数计算子单元，用于根据二阶数字陷波器的传递函数，确定滤波器参数β；第二参数计算子单元，用于根据当n＝1,2,...,N/2时，频域幅度中F(k)-F(n)＜γF(k)的次数count值，确定滤波器参数α；输出计算子单元，用于根据以下传递函数H(z)=1+2βz-5+z-101+2αβz-5+α2z-10]]>确定陷波滤波器的输出y(n)：y(n)＝x(n)+2βx(n-5)+x(n-10)-2αβy(n-5)-α2y(n-10)；频率估计参数计算子单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导航信号的空频抗干扰处理方法，其特征在于，包括：获取多路级联陷波处理后的中频数据；对所述多路中频数据分别进行K点FFT变换后，进行空域滤波，得到频域数组，其中，K为大于0的常数；对空域滤波后的频域数组进行K点IFFT变换，得到抗干扰处理后的时域中频数据。

【技术特征摘要】
1.一种导航信号的空频抗干扰处理方法，其特征在于，包括：
获取多路级联陷波处理后的中频数据；
对所述多路中频数据分别进行K点FFT变换后，进行空域滤波，得到频
域数组，其中，K为大于0的常数；
对空域滤波后的频域数组进行K点IFFT变换，得到抗干扰处理后的时
域中频数据。
2.根据权利要求1所述的导航信号的空频干扰处理方法，其特征在于，
获取多路陷波处理后的中频数据包括：
对中频信号进行AD采样得到K个中频数据；
每两个相邻中频数据之间的间隔为2π/K，根据第1～K/2个中频数据中最
大幅度值F(k)的位置k，确定窄带干扰频率的估计值为ω^0=(k-1)*]]>(2π/K);]]>构建级联结构的陷波器；
通过所述级联结构的陷波器对所述中频数据进行处理，得到频域数据；
对所述频域数据进行K点FFT变换，得到频域数组
X11,X12,…X1K；X21,X22,…X2K；…XM1,XM2,…XMK，其中，M为阵元的数量。
3.根据权利要求2所述的导航信号的空频干扰处理方法，其特征在于，
构建级联结构的陷波器包括：
根据二阶数字陷波器的传递函数，确定滤波器参数β；
根据当n＝1,2,...,N/2时，频域幅度中F(k)-F(n)＜γF(k)的次数count值，
确定滤波器参数α；
根据以下传递函数
H(z)=1+2βz-5+z-101+2αβz-5+α2z-10]]>确定陷波滤波器的输出y(n)：
y(n)＝x(n)+2βx(n-5)+x(n-10)-2αβy(n-5)-α2y(n-10)；
确定级联的两个陷波器的频率估计参数：
β12=-cos(ω^0±Δω);]]>将所述级联的两个陷波器级联输出，时域表达式如下：
y1(n)＝x(n)+2β1x(n-5)+x(n-10)-2αβ1y1(n-5)-α2y1(n-10)，
y2(n)＝y1(n)+2β2y1(n-5)+y1(n-10)-2αβ2y2(n-5)-α2y2(n-10)，
其中x(n)为中频AD采集数据流，y1(n)为第一级陷波器输出，y2(n)为第
二级陷波器输出。
4.根据权利要求3所述的空频干扰处理方法，其特征在于，对所述多路
中频数据分别进行K点FFT变换后，进行空域滤波，得到频域数组包括：
每个阵元接收中频数据经过相同的级联陷波处理后，经过K点FFT变换，
得到频域数组X为：
X＝[X11,X12,…X1K；X21,X22,…X2K；…XM1,XM2,…XMK]；
根据所述频域数组，计算协方差矩阵Rk＝E[XkXkH](M×M维)，其中，
Xk＝[X1k,X2k,…XMk]T k＝1,2,...,K；
计算空间导向矢量：
a=[1,ejωs,...,ej(M-1)ωs]T;]]>利用拉格朗日乘子法可以推导出多约束最小方差处理器的解为：
wk＝Rk-1a；
利用最优权值wk对频域数组进行空域滤波处理，表达式为：
yk(n)＝w1kX1k(n)+w2kX2k(n)+...+wMkXMk(n)，
yk(n)为第k个频点空域滤波的输出。
5.一种导航信号的空频抗干扰处理装置，其特征在于，包括：
级联陷波模块，用于获取多路级联陷波处理后的中频数据；
滤波模块，用于对所述多路中频数据分别进行K点FFT变换后，进...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：北京北斗星通导航技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11