本申请公开了一种不确定集搜索的波束形成干扰抑制方法及装置，包括：对各阵元接收到的模拟中频信号进行AD采样，得到数字中频信号；将多路数字中频信号分别进行离散傅里叶变换，得到频域信号；计算样本协方差矩阵，代替对应于各频点的数字中频信号的频域协方差矩阵；将样本协方差矩阵进行特征值分解，构造干扰噪声联合子空间投影矩阵；在不确定集范围内进行搜索，并根据投影矩阵和假定空频二维导向矢量，计算最优的有用信号实际导向矢量；计算空频宽带处理器的最优权值。这样利用空频自适应处理结构，在不确定集范围内估计最优导向矢量，提高算法对导向误差的稳健性，并求取最优权矢量，保证有用信号方向形成主瓣并自适应形成零陷抑制干扰。成零陷抑制干扰。成零陷抑制干扰。
【技术实现步骤摘要】
一种不确定集搜索的波束形成干扰抑制方法及装置
[0001]本专利技术涉及信号处理
，特别是涉及一种不确定集搜索的波束形成干扰抑制方法及装置。
技术介绍
[0002]目前，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，阵列天线波束形成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信号的到达方向上形成零点，以对消掉空间干扰。
[0003]传统的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。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。
[0004]因此，如何解决干扰抑制实时性差和稳态误差大等问题，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种不确定集搜索的波束形成干扰抑制方法及装置，可以提高算法对导向误差的稳健性，保证有用信号形成主瓣并自适应形成零陷抑制干扰。其具体方案如下：
[0006]一种不确定集搜索的波束形成干扰抑制方法，包括：
[0007]对空频二维处理器结构中的各阵元接收到的模拟中频信号进行AD采样，得到数字中频信号；
[0008]将多路所述数字中频信号分别进行离散傅里叶变换，把每路所述数字中频信号在频域上划分为多个窄子带，得到频域信号；
[0009]计算包含所述频域信号的样本协方差矩阵，并代替对应于各频点的所述数字中频信号的频域协方差矩阵；
[0010]将所述样本协方差矩阵进行特征值分解，构造干扰噪声联合子空间投影矩阵；
[0011]在空频二维导向矢量不确定集范围内搜索有用信号实际导向矢量，并根据假定空频二维导向矢量和构造的所述干扰噪声联合子空间投影矩阵，计算最优的所述有用信号实际导向矢量；
[0012]根据计算出的所述有用信号实际导向矢量，计算空频宽带处理器的最优权值。
[0013]优选地，在本专利技术实施例提供的上述不确定集搜索的波束形成干扰抑制方法中，通过下列公式计算所述样本协方差矩阵：
[0014][0015]其中，f
k
表示频点，表示所述样本协方差矩阵，L表示快拍数的最大值，M表示阵元总数，x
mk
(l)表示第m个阵元采样得到的所述数字中频信号经过离散傅里叶变换后对应频点f
k
上的第l个快拍数所对应的所述频域信号。
[0016]优选地，在本专利技术实施例提供的上述不确定集搜索的波束形成干扰抑制方法中，所述样本协方差矩阵进行特征值分解后的公式为：
[0017][0018]其中，J表示干扰个数，J个特征值{λ1,λ2,...,λ
J
}对应的特征矢量{e1,e2,...,e
J
}构成干扰子空间，特征值{λ
s
}对应的特征矢量{e
s
}构成有用信号子空间，M-J-1个特征值{λ
J+2
,λ
J+3
,...,λ
M
}对应的特征矢量{e
J+2
,e
J+3
,...,e
M
}构成噪声子空间。
[0019]优选地，在本专利技术实施例提供的上述不确定集搜索的波束形成干扰抑制方法中，所述干扰噪声联合子空间投影矩阵表示为：
[0020]H
k
＝{e1,...,e
J
,e
J+2
,...,e
M
}{e1,...,e
J
,e
J+2
,...,e
M
}
H
[0021]其中，{e1,...,e
J
,e
J+2
,...,e
M
}表示干扰噪声联合子空间，H
k
表示所述干扰噪声联合子空间投影矩阵。
[0022]优选地，在本专利技术实施例提供的上述不确定集搜索的波束形成干扰抑制方法中，所述干扰噪声联合子空间与所述有用信号实际导向矢量正交。
[0023]优选地，在本专利技术实施例提供的上述不确定集搜索的波束形成干扰抑制方法中，通过下列公式计算各卫星信号对应各频点的假定空频二维导向矢量：
[0024][0025]其中，θ
n
表示初始已知角度信息，a(θ
n
,f
k
)表示所述假定空频二维导向矢量，d表示阵元间距，c表示光速常数。
[0026]优选地，在本专利技术实施例提供的上述不确定集搜索的波束形成干扰抑制方法中，计算最优的所述有用信号实际导向矢量，具体包括：
[0027]根据投影算子性质和拉格朗日乘子法，确定最优的所述有用信号实际导向矢量的计算公式。
[0028]优选地，在本专利技术实施例提供的上述不确定集搜索的波束形成干扰抑制方法中，通过下列公式计算最优的所述有用信号实际导向矢量：
[0029][0030]其中，表示所述有用信号实际导向矢量，λ表示加载量常数，I表示单位阵。
[0031]优选地，在本专利技术实施例提供的上述不确定集搜索的波束形成干扰抑制方法中，通过下列公式计算空频宽带处理器的最优权值：
[0032][0033]其中，w(f
k
)表示所述空频宽带处理器的最优权值，表示第k个频点的协方差矩阵。
[0034]本专利技术实施例还提供了一种不确定集搜索的波束形成干扰抑制装置，包括：
[0035]中频信号采样模块，用于对空频二维处理器结构中的各阵元接收到的模拟中频信号进行AD采样，得到数字中频信号；
[0036]傅里叶变换模块，用于将多路所述数字中频信号分别进行离散傅里叶变换，把每路所述数字中频信号在频域上划分为多个窄子带，得到频域信号；
[0037]协方差矩阵计算模块，用于计算包含所述频域信号的样本协方差矩阵，并代替对应于各频点的所述数字中频信号的频域协方差矩阵；
[0038]特征值分解模块，用于将所述样本协方差矩阵进行特征值分解，构造干扰噪声联合子空间投影矩阵；
[0039]最优导向矢量计算模块，用于在空频二维导向矢量不确定集范围内搜索有用信号实际导向矢量，并根据假定空频二维导向矢量和构造的所述干扰噪声联合子空间投影矩阵，计算最优的所述有用信号实际导向矢量；
[0040]最优权值计算模块，用于根据计算出的所述有用信号实际导向矢量，计算空频宽带处理器的最优权值。
[0041]从上述技术方案可以看出，本专利技术所提供的一种不确定集搜索的波束形成干扰抑制方法及装置，包括：对空频二维处理器结构中的各阵元接收到的模拟中频信号进行AD采样，得到数字中频信号本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种不确定集搜索的波束形成干扰抑制方法，其特征在于，包括：对空频二维处理器结构中的各阵元接收到的模拟中频信号进行AD采样，得到数字中频信号；将多路所述数字中频信号分别进行离散傅里叶变换，把每路所述数字中频信号在频域上划分为多个窄子带，得到频域信号；计算包含所述频域信号的样本协方差矩阵，并代替对应于各频点的所述数字中频信号的频域协方差矩阵；将所述样本协方差矩阵进行特征值分解，构造干扰噪声联合子空间投影矩阵；在空频二维导向矢量不确定集范围内搜索有用信号实际导向矢量，并根据假定空频二维导向矢量和构造的所述干扰噪声联合子空间投影矩阵，计算最优的所述有用信号实际导向矢量；根据计算出的所述有用信号实际导向矢量，计算空频宽带处理器的最优权值。2.根据权利要求1所述的不确定集搜索的波束形成干扰抑制方法，其特征在于，通过下列公式计算所述样本协方差矩阵：其中，f
k
表示频点，表示所述样本协方差矩阵，L表示快拍数的最大值，M表示阵元总数，x
mk
(l)表示第m个阵元采样得到的所述数字中频信号经过离散傅里叶变换后对应频点f
k
上的第l个快拍数所对应的所述频域信号。3.根据权利要求2所述的不确定集搜索的波束形成干扰抑制方法，其特征在于，所述样本协方差矩阵进行特征值分解后的公式为：其中，J表示干扰个数，J个特征值{λ1,λ2,...,λ
J
}对应的特征矢量{e1,e2,...,e
J
}构成干扰子空间，特征值{λ
s
}对应的特征矢量{e
s
}构成有用信号子空间，M-J-1个特征值{λ
J+2
,λ
J+3
,...,λ
M
}对应的特征矢量{e
J+2
,e
J+3
,...,e
M
}构成噪声子空间。4.根据权利要求3所述的不确定集搜索的波束形成干扰抑制方法，其特征在于，所述干扰噪声联合子空间投影矩阵表示为：H
k
＝{e1,...,e
J
,e
J+2
,...,e
M
}{e1,...,e
J
,e
J+2
,...,e
M
...
【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，安浩平，任超，李剑凯，
申请(专利权)人：河南省科学院应用物理研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。