一种基于干扰带宽检测的高精度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基于干扰带宽检测的高精度抗干扰方法及装置，包括：接收天线阵列的时域信号，并进行采样处理；采用频域处理方法，将采样的时域信号转换到频域上来进行干扰频谱检测，通过设置噪声门限来判断信号的带宽，从而获得干扰信号频谱带宽；构建空时联合自适应抗干扰方法，利用基于修正的采样数据协方差矩阵求逆算法，基于获得的干扰信号频谱带宽，进行抗干扰处理并得到抗干扰输出信号，指导工程使用。本发明专利技术实现上来说采用基于采样数据协方差修正，其工程复杂度较不修正的情况没有明显的变化，而矩阵求逆其计算精达到理论计算精度，其抗干扰形成的零陷深度必然也能做到最优，在保证干扰抑制的同时，提升了抗干扰后接收机定位的精度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于干扰带宽检测的高精度抗干扰方法及装置
本专利技术涉及抗干扰
，尤其涉及一种基于干扰带宽检测的高精度抗干扰方法及装置。
技术介绍
随着抗干扰技术的不断发展，采用单一的抗干扰方式已经无法满足接收机的需求，譬如时域、频域抗干扰不能对抗宽带干扰，目前工程上一般采用空时联合抗干扰技术，不仅能对抗宽带压制式信号，还能利用时域来增加抗干扰的个数，从而达到增加自由度的目的。但是目前接收机已经不再满足于单一的具有抗干扰功能，对抗干扰个数、样式、干信比的要求也在不断提高，并且还要满足抗干扰后接收机的定位精度。也就是说接收机在追求抗干扰性能的同时还追求定位精度，目前对抗干扰后信号定位精度的研究很少，几乎都是聚焦在具有较高的干信比和较多的干扰个数上，忽略了抗干扰后信号定位精度的分析。为了提升抗干扰性能，采用基于采样协方差矩阵求逆的算法，从而使得空时联合抗干扰技术的性能达到理论抗干扰极限。不足之处在于干扰样式多样化，有单音、窄带、宽带等等，对于大带宽的宽带信号，需要通过增加时域级数来提升抗干扰性能，对于单音，窄带这样的小带宽信号，时域级数的增加会对整个频谱的完整性进行破坏，从而对有用信号进行恶化，影响其抗干扰后接收机的定位精度。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是目前对抗干扰后信号定位精度的研究很少，几乎都是聚焦在具有较高的干信比和较多的干扰个数上，而抗干扰后信号定位精度差的问题，本专利技术提供了解决上述问题的一种基于干扰带宽检测的高精度抗干扰方法及装置，为了突破空、时联合抗干扰技术带来的抗干扰后接收机定位精度差的问题，本专利技术根据干扰信号带宽检测结果去修正采样数据的协方差矩阵，使得不同干扰样式下抗干扰后的频谱保持较高完整形，从而提升了抗干扰后接收机的定位精度，全面提升了抗干扰的整体性能，提高工程应用的可靠性。本专利技术通过下述技术方案实现：一种基于干扰带宽检测的高精度抗干扰方法，包括：S0：接收天线阵列的时域信号，并进行采样处理；S1：采用频域处理方法，将采样的时域信号转换到频域上来进行干扰频谱检测，通过设置噪声门限来判断信号的带宽，从而获得干扰信号频谱带宽；S2：构建空时联合自适应抗干扰方法，利用基于修正的采样数据协方差矩阵求逆算法，基于步骤S1获得的干扰信号频谱带宽，进行抗干扰处理并得到抗干扰输出信号，提升抗干扰后接收机的定位精度，指导工程使用。工作原理如下：空时联合抗干扰技术通过空、时二维域的联合处理来极大的提升对抗压制式干扰的能力，为了达到该技术性能的最优，采用基于采样协方差矩阵求逆的算法来获得抗干扰后的滤波权值，在干扰方向上形成零陷，从而达到抑制干扰的目的。由于增加了时域滤波，使得在抑制干扰的同时对整个信号的频谱也有影响，严重时还可能导致干扰抑制的同时有用信号都损失了，无法定位。特别是对于像GPS这样只有2M带宽的导航信号，抗干扰后频谱的完整性对接收机的定位精度的影响就越明显。因此，为了提升各种干扰样式下抗干扰后接收机的定位精度，本专利技术采用基于干扰带宽检测的高精度抗干扰方法，根据干扰信号带宽检测结果去修正采样数据的协方差矩阵，从而达到减小抗干扰后信号频谱破坏的影响，提升各种干扰样式下抗干扰后接收机的定位精度。本专利技术方法考虑到空时联合抗干扰技术，采用基于采样数据协方差矩阵求逆的抗干扰方法来实现，能使得空时联合抗干扰技术形成的干扰零陷达到理论最佳。但是却没有考虑时域滤波带来的抗干扰后频谱的影响，只保证了干扰零陷达到理论最深有效抑制干扰，忽略了抗干扰后接收机定位精度的影响。本专利技术为了达到较好的干扰抑制，并保持整个有用信号带宽内频谱的完整性，采用基于修正的采样数据协方差矩阵求逆抗干扰方法，提升各种干扰样式下抗干扰后接收机的定位精度，使得抗干扰后接收机的定位精度不再受限于干扰样式，增强工程实用性。本专利技术基于干扰带宽检测的高精度抗干扰方法分为：干扰带宽检测和抗干扰两个部分，干扰带宽检测采用频域处理方案，将采样的时域信号转换到频域上来检测，通过设置噪声门限来判断信号的带宽；抗干扰部分采用空时联合自适应抗干扰方案，实现上采用基于修正的采样数据协方差矩阵求逆算法；具体实现上来说采用基于采样数据协方差修正，其工程复杂度较不修正的情况没有明显的变化，而矩阵求逆其计算精达到理论计算精度，其抗干扰形成的零陷深度必然也能做到最优，因此在保证干扰抑制的同时，提升了抗干扰后接收机定位的精度。基于干扰带宽检测的高精度抗干扰方法可以应用于同类或者其他产品上，不能规避此技术手段。进一步地，步骤S1包括以下子步骤：S101：当外界不施加干扰时，接收AD采样信号，将其从时域变换到频域；选择若干个点进行傅里叶变换FFT变换，变换后得到实部信号Fdatai(1)、Fdatai(2)...Fdatai(n)，虚部信号Fdataq(1)、Fdataq(2)...Fdataq(n)，n≥512，转步骤S102；S102：计算各个频域信号的幅度，频域信号的幅度计算公式如下Famplitude＝|Fdatai|+|Fdataq|(1)其中||表示对信号取绝对值；由公式(1)得到频域信号的幅度Famplitude(1)、Famplitude(2)...Famplitude(n)，转步骤S103；S103：AD采样信号中频信号，基于FFT变换得到的信号频谱图是对称的，选取前个点的幅度值来计算判决门限值；其中∑表示信号累加，转步骤S104；S104：重复步骤S101到S103，得到十次计算的判决门限值Threshold(1)、Threshold(2)...Threshold(10)，然后对10次判决门限结果进行平均，得到最终的门限值；将得到的频域信号幅度值与公式(3)得到的门限值Thr进行比较，若满足Famplitude＞(Thr+Thr/4)则标记为有效；只判断前个点，若连续超过20个点的幅度值大于该门限，则给出修正无效的标志即flag_revise_valid＝0，否则flag_revise_valid＝1，转步骤S2。进一步地，步骤2包括以下子步骤：S201：基于MVDR的抗干扰算法滤波器，计算最优权值系数，计算公式为：其中wopt为最优权值系数；a(θ0)为[1,0,...0]'；Rxx为采样数据协方差矩阵，具体地：Rxx＝E[X(t)XH(t)](5)其中X为采样数据；S201具体包括：步骤A：对AD采样信号进行预处理，得到IQ信号，转步骤B；步骤B：将空域信号转化成空时联合的信号，将空域信号进行时域延迟，得到第m个天线接收信号形成的空时联合的信号Xm＝[xm1,xm2,…,xmN]，总共有M个天线，那么有X1,X2,…,XM的路空时联合信号，转步骤C；步骤C：将空时联合的信号进行采样协方差矩阵计算，形成采样协方差复数矩阵Rxx，计算公式如下：其中K表示采样点数，M表示阵元个数，N表示时域滤波器级数，转步骤D；步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于干扰带宽检测的高精度抗干扰方法，其特征在于，包括：/nS0：接收天线阵列的时域信号，并进行采样处理；/nS1：采用频域处理方法，将采样的时域信号转换到频域上来进行干扰频谱检测，通过设置噪声门限来判断信号的带宽，从而获得干扰信号频谱带宽；/nS2：构建空时联合自适应抗干扰方法，利用基于修正的采样数据协方差矩阵求逆算法，基于步骤S1获得的干扰信号频谱带宽，进行抗干扰处理并得到抗干扰输出信号，指导工程使用。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于干扰带宽检测的高精度抗干扰方法，其特征在于，包括：
S0：接收天线阵列的时域信号，并进行采样处理；
S1：采用频域处理方法，将采样的时域信号转换到频域上来进行干扰频谱检测，通过设置噪声门限来判断信号的带宽，从而获得干扰信号频谱带宽；
S2：构建空时联合自适应抗干扰方法，利用基于修正的采样数据协方差矩阵求逆算法，基于步骤S1获得的干扰信号频谱带宽，进行抗干扰处理并得到抗干扰输出信号，指导工程使用。


2.根据权利要求1所述的一种基于干扰带宽检测的高精度抗干扰方法，其特征在于，步骤S1包括以下子步骤：
S101：当外界不施加干扰时，接收AD采样信号，将其从时域变换到频域；选择若干个点进行傅里叶变换FFT变换，变换后得到实部信号Fdatai(1)、Fdatai(2)...Fdatai(n)，虚部信号Fdataq(1)、Fdataq(2)...Fdataq(n)，n≥512，转步骤S102；
S102：计算各个频域信号的幅度，频域信号的幅度计算公式如下
Famplitude＝|Fdatai|+|Fdataq|(1)
其中||表示对信号取绝对值；
由公式(1)得到频域信号的幅度Famplitude(1)、Famplitude(2)...Famplitude(n)，转步骤S103；
S103：AD采样信号中频信号，基于FFT变换得到的信号频谱图是对称的，选取前个点的幅度值来计算判决门限值；



其中∑表示信号累加，转步骤S104；
S104：重复步骤S101到S103，得到十次计算的判决门限值Threshold(1)、Threshold(2)...Threshold(10)，然后对10次判决门限结果进行平均，得到最终的门限值；



将得到的频域信号幅度值与公式(3)得到的门限值Thr进行比较，若满足Famplitude＞(Thr+Thr/4)则标记为有效；只判断前个点，若连续超过20个点的幅度值大于该门限，则给出修正无效的标志即flag_revise_valid＝0，否则flag_revise_valid＝1，转步骤S2。


3.根据权利要求2所述的一种基于干扰带宽检测的高精度抗干扰方法，其特征在于，步骤2包括以下子步骤：
S201：基于MVDR的抗干扰算法滤波器，计算最优权值系数，计算公式为：



其中wopt为最优权值系数；a(θ0)为[1,0,...0]'；Rxx为采样数据协方差矩阵，具体地：
Rxx＝E[X(t)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓洪，吴仡，唐明，钟勇，张涛，李富生，辜永忠，王胜伟，佟力，龚玉超，
申请(专利权)人：成都天奥信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51