用于时隙切换工作模式的抗干扰装置及抗干扰方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种用于时隙切换工作模式的抗干扰装置及抗干扰方法，包括低噪放模块、带通滤波器模块、下变频模块、干扰对消模块、上变频模块、带通滤波器模块、放大模块、控制模块和频率综合器模块，本发明专利技术结合时域自适应权值寻优和保持的抗干扰算法，在电台时隙切换时间内通过功率准则的空域最小均方算法快速迭代计算合并权值，在时隙切换完成后保持最优权值，可以在不知道干扰和信号方向的情况下，在通信电台接收天线的方向图上对干扰进行精确的零陷，抑制各类干扰，保持有用通信信号完整性，以解决通信电台在实际通信使用中的抗干扰问题。经过实验论证，这种简单高效的权值合并方法能提高某型电台近30dB的抗干扰能力，在电台抗干扰通信方面具有很好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
用于时隙切换工作模式的抗干扰装置及抗干扰方法
本专利技术属于通信抗干扰
，涉及一种用于时隙切换工作模式的电台的通信抗干扰装置及抗干扰方法。
技术介绍
随着时隙切换技术的日渐成熟，不管是在军事还是民用领域电台时隙切换均表现无可比拟的作用，时隙切换技术的研究发展与应用受到越来越多的关注。但是通信电台常面临较恶劣的使用环境，易受各种有意无意的干扰影响，尤其是面向对抗条件的强干扰，从而无法正常工作。权值合并干扰对消技术是解决射频干扰问题的重要技术手段，其通过调整多天线接收信号的增益并合成，完成接收端干扰信号的消除。根据实现方式的不同，当前干扰对消技术主要分为模拟干扰对消技术和数字干扰对消技术。模拟干扰对消技术指利用模拟信号处理方式在射频域完成信号重构，优势在于动态范围更大，但存在硬件实现难度大、插入损耗高、自适应调整能力弱及对消速度慢等局限。数字域干扰对消技术指利用数字信号处理方式在数字域实现干扰信号的重构，避免了高难度的多抽头实现、插入损耗高、合并权值自适应调整难和对消速度慢等问题。但现有的数字域干扰对消技术需要完成接收信号处理后反馈给接收端，易造成接收信号延时。由于上述问题，为了保证接收端接收有用信号的实时性，实现干扰信号的精确消除，必须充分结合时隙切换工作模式电台的特点在时隙切换时间内完成干扰信号的对消。申请号为CN201518001239.6“多通道干扰对消装置”的专利申请，以及申请号为CN201110223502.7“自适应干扰对消装置及其调试方法”的专利申请等均是属于模拟域干扰对消方案，申请号为CN201811155137.9“数模混合自适应干扰对消装置”的专利申请属于模拟域、数字域的混合干扰对消方案，但是上述方案无法克服该领域中实现复杂度、插入损耗、自适应调整和对消速度等模拟域对消存在的问题；申请号为CN201811155774.6“数字域干扰重构的射频对消装置及其方法”的专利申请属于数字域干扰对消方案，但改方案存在处理信号时延，实时性差的明显缺陷。为解决上述技术问题，本专利技术设计了一种用于时隙切换工作模式电台的通信抗干扰装置，在电台切换时隙内基于数字域实现干扰信号重构的干扰信号对消的策略，所提出的结构既充分利用时隙切换工作模式电台的工作特性，又保留了数字域抗干扰的优势。
技术实现思路
针对现有数字干扰对消方案和模拟干扰对消方案在干扰抑制中存在时效性差的问题，本专利技术主要提供了一种用于时隙切换工作模式电台的通信抗干扰装置及抗干扰方法，本方案能够充分利用电台切换时隙，完成对合并权值的寻优并在工作时隙中保持抗干扰的最佳权值，很好地兼容了电台时分多址接入特性，解决了现有技术在抑制各种有意无意干扰情况中自适应调整、对消速度和时效性的问题。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种用于时隙切换工作模式的抗干扰装置，包括通信信号接入模块、干扰信号接入模块、干扰对消模块、上变频模块、第二带通滤波器模块、放大模块、控制模块和频率综合器模块；所述通信信号接入模块和所述干扰信号接入模块的输入端分别连接各接收天线，所述通信信号接入模块和所述干扰信号接入模块的输出端分别连接所述干扰对消模块，通信信号和干扰信号经对消后接入所述上变频模块，所述第二带通滤波器模块的输入端与所述上变频模块连接，输出端与所述放大模块连接，所述放大模块的输出信号送至接收终端；所述干扰对消模块还与所述控制模块连接，所述频率综合器模块输出端分别连接所述通信信号接入模块和所述干扰信号接入模块。作为本专利技术的进一步限定，所述通信信号接入模块包括低噪放模块、第一带通滤波器模块和下变频模块；所述低噪放模块的输入端连接接收天线，其输出端连接所述第一带通滤波器模块的输入端；所述带通滤波器模块的输出端连接所述下变频模块的输入端；所述下变频模块的输入端还连接所述频率综合器模块的输出端，所述下变频模块的输出端连接所述干扰对消模块；所述干扰信号接入模块的结构与所述通信信号接入模块相同。作为本专利技术的进一步限定，所述下变频模块包括混频器单元、滤波单元、ADC单元、下变频单元和数字滤波单元；所述混频器单元的输入端分别连接所述第一带通滤波器模块和所述频率综合器模块，其输出端连接所述滤波单元，所述滤波单元的输出端连接所述ADC单元，所述ADC单元的输出端连接所述下变频单元，所述下变频单元的输出端连接所述数字滤波单元，所述数字滤波单元的输出端连接所述干扰对消模块。作为本专利技术的进一步限定，所述干扰对消模块包括若干相关器单元、合路器单元和权值寻优算法单元，若干所述相关器单元的输入端分别连接若干所述下变频模块和权值寻优算法单元，若干所述相关器单元的输出端连接至所述合路器单元；所述合路器单元的输出端分别连接所述权值寻优算法单元和所述上变频模块，所述权值寻优算法单元的输入端还连接至所述接收终端，以接入电台的频率控制字信号。作为本专利技术的进一步限定，所述上变频模块包括上变频单元、数字滤波单元、DAC单元和混频器单元，所述上变频单元的输入端与所述干扰对消模块连接，其输出端连接所述数字滤波单元，所述数字滤波单元的输出端连接所述DAC单元，所述DAC单元的输出端连接所述混频器单元，所述混频器单元的输入端还与所述频率综合器模块连接，其输出端连接所述第二带通滤波器模块。同时，本专利技术还提出了一种用于时隙切换工作模式的抗干扰方法，所述抗干扰方法包括如下步骤：步骤S1：模型初始化，设置初始合并权值输出一路信号；步骤S2：状态同步，基于电台频率控制字信息，分析电台工作状态，令电台工作状态与所述干扰对消模块的状态同步；步骤S3：权值寻优，在电台的时隙切换时间内，所述干扰对消模块进入权值寻优过程，获取能最大限度抑制干扰的合并权值；步骤S4：权值保持，在电台的工作时隙内，所述干扰对消模块进入权值保持过程，即保持最佳的合并权值。进一步的，所述步骤S2包括如下步骤：步骤S21：将所述干扰对消模块连接电台的频率控制字接口；步骤S22：基于电台频率字控制协议，解读其DATA及EN信号；步骤S23：基于DATA及EN信号，控制所述干扰对消模块工作状态，令其与电台工作状态同步。进一步的，所述步骤S3包括如下步骤：步骤S31：确认电台处于时隙切换状态；步骤S32：利用此时信道内无有用信号的特点，利用基于功率准则的空域最小均方算法调整所述干扰对消模块的权值；步骤S33：多路下变频处理后的接收信号经权值调整增益，再合并输出，当输出信号达到某阈值时，此时的合并权值即为最优权值。进一步的，所述步骤S4包括如下步骤：步骤S41：基于频率控制字，确认电台处于工作时隙状态；步骤S42：利用权值使能信号终止权值更新，并保持现有合并权值；步骤S43：基于最优权值调整多路接收信号增益，合并输出。进一步的，所述基于功率准则的空域最小均方算法包括如下步骤：步骤S51：固定第一路信号的权值，将其作为参考信号；步骤S52：反馈其加权和与参考信号间的误差，基于自本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于时隙切换工作模式的抗干扰装置，其特征在于：包括通信信号接入模块、干扰信号接入模块、干扰对消模块(4)、上变频模块(5)、第二带通滤波器模块(6)、放大模块(7)、控制模块(8)和频率综合器模块(9)；/n所述通信信号接入模块和所述干扰信号接入模块的输入端分别连接各接收天线，所述通信信号接入模块和所述干扰信号接入模块的输出端分别连接所述干扰对消模块(4)，通信信号和干扰信号经对消后接入所述上变频模块(5)，所述第二带通滤波器模块(6)的输入端与所述上变频模块(5)连接，输出端与所述放大模块(7)连接，所述放大模块(7)的输出信号送至接收终端；/n所述干扰对消模块(4)还与所述控制模块(8)连接，所述频率综合器模块(9)输出端分别连接所述通信信号接入模块和所述干扰信号接入模块。/n

【技术特征摘要】
1.用于时隙切换工作模式的抗干扰装置，其特征在于：包括通信信号接入模块、干扰信号接入模块、干扰对消模块(4)、上变频模块(5)、第二带通滤波器模块(6)、放大模块(7)、控制模块(8)和频率综合器模块(9)；
所述通信信号接入模块和所述干扰信号接入模块的输入端分别连接各接收天线，所述通信信号接入模块和所述干扰信号接入模块的输出端分别连接所述干扰对消模块(4)，通信信号和干扰信号经对消后接入所述上变频模块(5)，所述第二带通滤波器模块(6)的输入端与所述上变频模块(5)连接，输出端与所述放大模块(7)连接，所述放大模块(7)的输出信号送至接收终端；
所述干扰对消模块(4)还与所述控制模块(8)连接，所述频率综合器模块(9)输出端分别连接所述通信信号接入模块和所述干扰信号接入模块。


2.根据权利要求1所述的用于时隙切换工作模式的抗干扰装置，其特征在于：所述通信信号接入模块包括低噪放模块(1)、第一带通滤波器模块(2)和下变频模块(3)；所述低噪放模块(1)的输入端连接接收天线，其输出端连接所述第一带通滤波器模块(2)的输入端；所述带通滤波器模块(2)的输出端连接所述下变频模块(3)的输入端；所述下变频模块(3)的输入端还连接所述频率综合器模块(9)的输出端，所述下变频模块(3)的输出端连接所述干扰对消模块(4)；所述干扰信号接入模块的结构与所述通信信号接入模块相同。


3.根据权利要求2所述的用于时隙切换工作模式的抗干扰装置，其特征在于：所述下变频模块(3)包括混频器单元(31)、滤波单元(32)、ADC单元(33)、下变频单元(34)和数字滤波单元(35)；所述混频器单元(31)的输入端分别连接所述第一带通滤波器模块(2)和所述频率综合器模块(9)，其输出端连接所述滤波单元(32)，所述滤波单元(32)的输出端连接所述ADC单元(33)，所述ADC单元(33)的输出端连接所述下变频单元(34)，所述下变频单元(34)的输出端连接所述数字滤波单元(35)，所述数字滤波单元(35)的输出端连接所述干扰对消模块(4)。


4.根据权利要求2所述的用于时隙切换工作模式的抗干扰装置，其特征在于：所述干扰对消模块(4)包括若干相关器单元(41)、合路器单元(42)和权值寻优算法单元(43)，若干所述相关器单元(41)的输入端分别连接若干所述下变频模块(3)和权值寻优算法单元(43)，若干所述相关器单元(41)的输出端连接至所述合路器单元(42)；所述合路器单元(42)的输出端分别连接所述权值寻优算法单元(43)和所述上变频模块(5)，所述权值寻优算法单元(43)的输入端还连接至所述接收终端，以接入电台的频率控制字信号。


5.根据权利要求2所述的用于时隙切换工作模式的抗干扰装置，其特征在于：所述上变频模块(5)包括上变频单元(51)、数字滤波单元(52)、DAC单元(53)和混频器单元(54)，所述上变频单元(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭宇，孟进，葛松虎，李亚星，邢金岭，刘永才，何方敏，李毅，王青，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军工程大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42