一种空频抗干扰方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种空频抗干扰方法及装置，所述方法包括：空频二维处理器的M个接收阵元分别积累N段长度为K的中频数据，得到N段频域数组，利用最速梯度法的变步长迭代更新权值对所述频域数组进行空频滤波处理，得到抗干扰处理后的时域中频数据；本发明专利技术还提供了相应的空频抗干扰装置。本发明专利技术利用空频自适应处理结构，改进了空频权值的计算方法，在权值迭代时用自适应变步长因子代替常用的固定步长因子，先采用较大的步长因子快速地跟踪干扰，再采用较小的步长因子降低收敛时的稳态误差，既提高了宽带干扰抑制算法的实时性又不会恶化抗干扰能力，可以解决干扰快速变化时需要提高收敛速度并保持较低的稳态误差的问题。

Space frequency anti-interference method and device

The invention discloses a space frequency anti-jamming method and device, the method includes: a two-dimensional space frequency processor M array respectively accumulated N segment length frequency data of K, N frequency segment array, using iterative steepest gradient method to update the weights of the space frequency filtering the frequency domain array, time domain anti-jamming if data processing; the invention also provides a space frequency corresponding anti-interference device. Space frequency adaptive processing structure of the invention improves the calculating method of space frequency weights, weights in the iteration with adaptive variable step size factor instead of the fixed step factor commonly used, the step factor larger fast track interference, then the step factor is smaller to reduce steady-state error of convergence, both to improve the algorithm of suppressing broadband the real-time interference without the degradation of anti-interference ability, can solve the interference of the quick change need to improve the convergence speed and keep the lower steady-state error problem.

【技术实现步骤摘要】
一种空频抗干扰方法及装置
本专利技术涉及信号处理
，尤其涉及一种空频抗干扰方法及装置。
技术介绍
高功率密度的窄带和宽带干扰已经成为破坏军用导航系统最主要的因素，阵列天线调零技术是提高卫星导航接收机抗干扰能力的主要方法，它在抑制空间干扰时，通过权矢量的更新在干扰的到达方向上形成零点，以对消掉空间干扰。然而，单纯的空频滤波受到阵列自由度个数的限制，不能满足复杂的干扰以及多径环境下的应用，而增加了时域自由度的空时域波束形成方法计算自适应权的复杂度提高，导致干扰抑制实时性变差。实际应用中，由于天线接收平台的振动或运动、干扰位置的快速变化等原因，干扰的到达角在权值迭代更新期间会随时间而产生变化，为了快速跟踪干扰的变化，权值迭代计算时必须采用较大的步长，而这样通常会导致稳态误差增大，恶化抗干扰能力。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提出一种空频抗干扰方法及装置，旨在增强宽带干扰抑制算法的实时性和稳健性。为实现上述目的，本专利技术提供了一种空频抗干扰方法，包括：空频二维处理器的M个接收阵元分别积累N段长度为K的中频数据，得到N段频域数组Xn,11,Xn,12,…Xn,1K；Xn,21,Xn,22,…Xn,2K；Xn,M1,Xn,M2,…Xn,MK；其中，Xn,mk是接收阵元m所积累的第n段中频数据中第k个采样点的数据；利用权值Wn+1,k对所述频域数组进行空频滤波处理，得到抗干扰处理后的时域中频数据；其中，所述权值为：*表示转置矩阵；μn(k)＝μ{1-exp[-C|en(k)|2]}；其中，en(k)是空频滤波器滤波后输出的误差信号：H表示共轭矩阵；其中，μ＞0为原始步长因子，C＞0为曲率系数，Xn,k＝[Xn,2k,Xn,3k,…,Xn,Mk]T为中频数据向量，对应的权值为Wn,k＝[Wn,2k,Wn,3k,…,Wn,Mk]T，选取阵元1的频域信号为期望信号dn(k)＝Xn,1k；k＝1,2,...,K，m＝1,2,...,M，n＝1,2,...,N，M、N、K为正整数。进一步地，所述空频二维处理器的M个接收阵元分别积累N段长度为K的中频数据，得到N段频域数组Xn,11,Xn,12,…Xn,1K；Xn,21,Xn,22,…Xn,2K；Xn,M1,Xn,M2,…Xn,MK；包括：所述空频二维处理器的M个接收阵元分别积累N段长度为K的中频数据，对所述中频数据进行K点的快速傅里叶变换FFT，得到所述N段频域数组数据，其中，所述中频数据包含卫星信号、干扰以及噪声。进一步地，所述权值Wn+1,k的初值0。进一步地，所述利用权值Wn+1,k对所述频域数组进行空频滤波处理，得到抗干扰处理后的时域中频数据，包括：利用所述权值Wn+1,k对所述频域数组进行空频滤波处理，得到空频滤波后的频域数据对空频滤波后的频域数据en+1(k)进行K点快速傅里叶逆变换IFFT，得到抗干扰处理后的时域中频数据。进一步地，其中μ＝0.25，C＝5。本专利技术还提供了一种空频抗干扰装置，包括：数据获取单元，用于空频二维处理器的M个接收阵元分别积累N段长度为K的中频数据，得到N段频域数组Xn,11,Xn,12,…Xn,1K；Xn,21,Xn,22,…Xn,2K；Xn,M1,Xn,M2,…Xn,MK；其中，Xn,mk是接收阵元m所积累的第n段中频数据中第k个采样点的数据；空频滤波单元，用于利用权值Wn+1,k对所述频域数组进行空频滤波处理，得到抗干扰处理后的时域中频数据；其中，所述权值为：*表示转置矩阵；μn(k)＝μ{1-exp[-C|en(k)|2]}；其中，en(k)是空频滤波器滤波后输出的误差信号：H表示共轭矩阵；其中μ＞0为原始步长因子，C＞0为曲率系数，Xn,k＝[Xn,2k,Xn,3k,…,Xn,Mk]T为中频数据向量，对应的权值为Wn,k＝[Wn,2k,Wn,3k,…,Wn,Mk]T，选取阵元1的频域信号为期望信号dn(k)＝Xn,1k；k＝1,2,...,K，m＝1,2,...,M，n＝1,2,...,N，M、N、K为正整数。进一步地，所述空频二维处理器的M个接收阵元分别积累N段长度为K的中频数据，得到N段频域数组Xn,11,Xn,12,…Xn,1K；Xn,21,Xn,22,…Xn,2K；Xn,M1,Xn,M2,…Xn,MK；包括：所述空频二维处理器的M个接收阵元分别积累N段长度为K的中频数据，对所述中频数据进行K点的快速傅里叶变换FFT变换，得到所述N段频域数组数据，其中，所述中频数据包含卫星信号、干扰以及噪声。进一步地，所述权值Wn+1,k的初值0。进一步地，所述利用权值Wn+1,k对所述频域数组进行空频滤波处理，得到抗干扰处理后的时域中频数据，包括：利用所述权值Wn+1,k对所述频域数组进行空频滤波处理，得到空频滤波后的频域数据对空频滤波后的频域数据en+1(k)进行K点快速傅里叶逆变换IFFT变换，得到抗干扰处理后的时域中频数据。进一步地，其中μ＝0.25，C＝5。本专利技术与现有技术相比的有益效果在于：传统空时域自适应滤波方法得到的自适应权只能使天线接收方向图在干扰信号的到达方向上形成窄的零陷，而且计算自适应权的复杂度高，导致干扰抑制实时性变差。由于天线接收平台的振动或运动、干扰位置的快速变化等原因，干扰的到达角在权值迭代更新期间会随时间而产生变化，为了快速跟踪干扰的变化，权值迭代计算时必须采用较大的步长，而这样通常会导致稳态误差增大，恶化抗干扰能力。而本专利技术利用空频自适应处理结构，改进了空频权值的计算方法，在权值迭代时用自适应变步长因子代替常用的固定步长因子，先采用较大的步长因子快速地跟踪干扰，再采用较小的步长因子降低收敛时的稳态误差，既提高了宽带干扰抑制算法的实时性又不会恶化抗干扰能力，可以解决干扰快速变化时需要提高收敛速度并保持较低的稳态误差的问题。附图说明图1为本专利技术第一实施例的空频抗干扰方法的流程示意图；图2为本专利技术第一实施例的自适应变步长的空频抗干扰方法原理图；图3为本专利技术第二实施例的空频抗干扰装置的结构框图。本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。下面将结合附图及实施例对本专利技术的技术方案进行更详细的说明。需要说明的是，如果不冲突，本专利技术实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本专利技术的保护范围之内。另外，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。如图1所示，本专利技术第一实施例提出一种空频抗干扰方法，包括：步骤10：空频二维处理器的M个接收阵元分别积累N段长度为K的中频数据，得到N段频域数组Xn,11,Xn,12,…Xn,1K；Xn,21,Xn,22,…Xn,2K；Xn,M1,Xn,M2,…Xn,MK；其中，Xn,mk是接收阵元m所积累的第n段中频数据中第k个采样点的数据；步骤12：利用权值Wn+1,k对所述频域数组进行空频滤波处理，得到抗干扰处理后的时域中频数据；其中，所述权值为：*表示转置矩阵；μn(k)为变步长因子，μn(k)＝μ{1-exp[-C|en(k)|2]}；其中，en(k)是空频滤波器滤波后输出的误差信号：H表示共轭矩阵；其中μ＞本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空频抗干扰方法，其特征在于，包括：空频二维处理器的M个接收阵元分别积累N段长度为K的中频数据，得到N段频域数组X

【技术特征摘要】
1.一种空频抗干扰方法，其特征在于，包括：空频二维处理器的M个接收阵元分别积累N段长度为K的中频数据，得到N段频域数组Xn,11,Xn,12,···Xn,1K；Xn,21,Xn,22,···Xn,2K；Xn,M1,Xn,M2,···Xn,MK；其中，Xn,mk是接收阵元m所积累的第n段中频数据中第k个采样点的数据；利用权值Wn+1,k对所述频域数组进行空频滤波处理，得到抗干扰处理后的时域中频数据；其中，所述权值为：*表示转置矩阵；μn(k)＝μ{1-exp[-C|en(k)|2]}；其中，en(k)是空频滤波器滤波后输出的误差信号：H表示共轭矩阵；其中，μ＞0为原始步长因子，C＞0为曲率系数，Xn,k＝[Xn,2k,Xn,3k,…,Xn,Mk]T为中频数据向量，对应的权值为Wn,k＝[Wn,2k,Wn,3k,…,Wn,Mk]T，选取阵元1的频域信号为期望信号dn(k)＝Xn,1k；k＝1,2,…,K，m＝1,2,…,M，n＝1,2,…,N，M、N、K为正整数。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述空频二维处理器的M个接收阵元分别积累N段长度为K的中频数据，得到N段频域数组Xn,11,Xn,12,···Xn,1K；Xn,21,Xn,22,···Xn,2K；Xn,M1,Xn,M2,···Xn,MK；包括：所述空频二维处理器的M个接收阵元分别积累N段长度为K的中频数据，对所述中频数据进行K点的快速傅里叶变换FFT，得到所述N段频域数组数据，其中，所述中频数据包含卫星信号、干扰以及噪声。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述权值Wn+1,k的初值0。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用权值Wn+1,k对所述频域数组进行空频滤波处理，得到抗干扰处理后的时域中频数据，包括：利用所述权值Wn+1,k对所述频域数组进行空频滤波处理，得到空频滤波后的频域数据对空频滤波后的频域数据en+1(k)进行K点快速傅里叶逆变换IFFT，得到抗干扰处理后的时域中频数据。5.如权利要求1～4任一项所述的方法，其特征在于，其中μ＝0.25，C＝5。6.一种空频抗干扰装置，其特征在于，包括：数据获取单元，用于空频二...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑永翔，任超，
申请(专利权)人：和芯星通科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11