基于频谱分析的自适应干扰抑制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于频谱分析的自适应干扰抑制方法及系统，属于雷达信号干扰抑制技术领域，包括：获取多路数字中频干扰信号；对各路数字中频干扰信号进行频谱分析，得到信号频谱分析结果；基于信号频谱分析结果，调整子带滤波器结构，使任意子带内干扰个数满足干扰抑制；将各路数字中频干扰信号输入调整后的子带滤波器，得到对应的多路子带信号一；将各路子带信号一输入自适应干扰抑制结构，并将信号频谱分析结果用于最优权向量的初始计算，得到合成信号。本发明专利技术对干扰信号进行频谱分析，并将基于频谱分析结果自适应的修改各项干扰抑制的参数，从而在消耗硬件资源固定的情况下，达到最优的干扰抑制效果。到最优的干扰抑制效果。到最优的干扰抑制效果。

【技术实现步骤摘要】
基于频谱分析的自适应干扰抑制方法及系统


[0001]本专利技术属于测控通信信号干扰抑制
，具体涉及一种基于频谱分析的自适应干扰抑制方法及系统。

技术介绍

[0002]对于阵列信号处理中常见的干扰抑制技术，当阵列天线中天线阵元个数有限并且信号处理资源有限的情况下，若不进行特殊的处理，能抑制的干扰源个数受限于阵元个数。并且，在处理资源一定的情况下，通常干扰抑制效果会随着处理带宽的增大而减弱。图1给出了均匀直线阵列(阵元数为4)在无干扰时的匹配滤波结果，图2、图3、图4分别为4阵元在单干扰、三干扰以及四干扰的环境中进行干扰抑制后输出信号和期望信号的匹配滤波结果。可以看到：随着干扰数目的增加，干扰抑制效果逐渐减弱直至失效(匹配滤波后信噪比降低)。而上述多干扰环境中，干扰信号的带宽、强度(干噪比)、中心频点以及角度并不完全相同，因此，在干扰数目较多并且干扰带宽以及干扰信号的中心频率点并不一致时，需要对干扰抑制结构进行改变，以达到最优的干扰抑制效果。
[0003]如图5所示，常规的干扰抑制系统结构中，包含接收阵列天线、射频前端(下变频结构)、模数转换电路以及划分(或不划分)子带的干扰抑制信号处理模块，然后将干扰抑制后的信号输出，以进行后续的处理，通常干扰抑制中，每个子带的干扰数目需要少于接收天线阵元数目减一。
[0004]针对干扰个数、干扰带宽以及干扰中心频率未知的环境中，常采用的方法有：(1)空—频域的干扰抑制；(2)固定划分子带的空—时(空—频)域的干扰抑制。这两种方法都有共同的缺点：未对接收信号频谱进行分析，而选择固定子带或者多频点自适应滤波技术，干扰抑制的效果受干扰信号的分布影响较大。例如，期望信号带宽20MHz的系统，若干扰个数为10个，并且其分布如图6所示，其中，子带1中干扰个数为1，子带2中干扰个数为3，子带3和子带5中无干扰，而子带4中存在干扰个数为6，并且各子带中干扰信号带宽离散分布。同样假设阵列中的阵元数为4，则可以知道子带3和子带5无需进行干扰抑制(实际中由于未知是否有干扰，因此计算资源也一并消耗)，子带1干扰抑制效果最佳(相对于有干扰的子带)，而子带4中干扰抑制失效，因此会导致整个带宽内对干扰信号的抑制失效，从而影响有用信号的接收。
[0005]相关技术中，公布号为CN103116170A的中国专利技术专利申请公开了一种GNSS的基于天线阵列干扰抑制模块的室内测试系统，利用多通道数字中频干扰信号产生单元用来产生多路中频数字中频干扰信号，干扰抑制处理单元为GNSS的基于天线阵列干扰抑制模块，用来对多通道数字中频干扰信号产生单元产生的多路中频数字中频干扰信号进行抑制处理，并采用空频谱方式分析干扰抑制处理后的信号。该方案采用空频谱方式对干扰抑制处理后的信号进行分析，而未对接收信号频谱进行分析，存在干扰抑制失效的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题在于如何在消耗硬件资源固定的情况下，提高干扰抑制的效果。
[0007]本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
[0008]本专利技术提出了一种基于频谱分析的自适应干扰抑制方法，所述方法包括以下步骤：
[0009]获取多路数字中频干扰信号；
[0010]对各路所述数字中频干扰信号进行频谱分析，得到信号频谱分析结果，所述信号频谱分析结果包括干扰信号的角度、带宽、幅度及个数；
[0011]基于所述信号频谱分析结果，调整子带滤波器结构，使任意子带内干扰个数满足干扰抑制；
[0012]将各路所述数字中频干扰信号输入调整后的所述子带滤波器，得到对应的多路子带信号一；
[0013]将各路所述子带信号一输入自适应干扰抑制结构，并将所述信号频谱分析结果用于最优权向量的初始计算，得到合成信号。
[0014]本专利技术在对数字中频干扰信号进行干扰抑制之前，首先对数字中频干扰信号进行频谱分析，得到频谱分析结果，并基于频谱分析结果，自适应的修改各项干扰抑制的参数，从而在消耗硬件资源固定的情况下，达到最优的干扰抑制效果。
[0015]进一步地，所述对各路所述数字中频干扰信号进行频谱分析，得到信号频谱分析结果，包括：
[0016]对各路所述数字中频干扰信号进行快速傅里叶变换，将时域信号转换到频域中，得到对应的多路子带信号二；
[0017]对其中一路所述子带信号二进行模平方操作，得到所述子带信号二的功率谱；
[0018]基于所述功率谱，采用门限判断每路所述子带信号二是否存在干扰信号；
[0019]将存在干扰信号的所有所述子带信号二进行频率带宽划分至最小带宽；
[0020]对所有划分至最小带宽的所述子带信号二进行信号处理，得到所述信号频谱分析结果。
[0021]进一步地，所述基于所述信号频谱分析结果，调整子带滤波器结构，包括：
[0022]根据所述子带信号二的最小带宽以及该子带内干扰个数，将所述子带滤波器的阶数设置为大于该子带内干扰个数；
[0023]根据所述子带信号二的最小带宽，设置所述子带滤波器的抽头间隔，所述抽头间隔D＝fs/B，其中，fs为采样率，B为子带信号二的最小带宽。
[0024]进一步地，所述将各路所述数字中频干扰信号输入调整后的所述子带滤波器，得到对应的多路子带信号一，包括：
[0025]将各路所述数字中频干扰信号经快速傅里叶变换，将时域信号转换到频域中；
[0026]将频域内的各路所述数字中频干扰信号输入调整后的所述子带滤波器，得到对应的多路子带信号一。
[0027]进一步地，所述方法还包括：
[0028]将所述合成信号进行快速傅里叶逆变换，将频域信号转换到时域内进行后端处
理。
[0029]此外，本专利技术还提出了一种基于频谱分析的自适应干扰抑制系统，所述系统包括：
[0030]干扰信号生成模块，用于生成多路数字中频干扰信号；
[0031]频谱分析模块，用于对各路所述数字中频干扰信号进行频谱分析，得到信号频谱分析结果，所述信号频谱分析结果包括干扰信号的角度、带宽、幅度及个数；
[0032]滤波器调整模块，用于基于所述信号频谱分析结果，调整子带滤波器结构，各路所述数字中频干扰信号输入调整后的所述子带滤波器，得到对应的多路子带信号一；
[0033]自适应干扰抑制模块，用于将所述信号频谱分析结果用于最优权向量的初始计算，对各路所述子带信号一进行合成，得到合成信号。
[0034]进一步地，所述干扰信号生成模块包括接收阵列天线、射频前端以及模数转换电路；
[0035]所述接收阵列天线的输出与所述射频前端连接，所述射频前端的输出与所述模数转换电路连接；
[0036]所述模数转换电路的输出分别与所述频谱分析模块及所述自适应干扰抑制结构连接。
[0037]进一步地，所述频谱分析模块包括第一FFT模块、模平方模块、子带划分模块、门限判定模块以及信号角度预估模块，其中：
[0038]第一FFT模块，用于对各路所述数字中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于频谱分析的自适应干扰抑制方法，其特征在于，所述方法包括：获取多路数字中频干扰信号；对各路所述数字中频干扰信号进行频谱分析，得到信号频谱分析结果，所述信号频谱分析结果包括干扰信号的角度、带宽、幅度及个数；基于所述信号频谱分析结果，调整子带滤波器结构，使任意子带内干扰个数满足干扰抑制；将各路所述数字中频干扰信号输入调整后的所述子带滤波器，得到对应的多路子带信号一；将各路所述子带信号一输入自适应干扰抑制结构，并将所述信号频谱分析结果用于最优权向量的初始计算，得到合成信号。2.如权利要求1所述的基于频谱分析的自适应干扰抑制方法，其特征在于，所述对各路所述数字中频干扰信号进行频谱分析，得到信号频谱分析结果，包括：对各路所述数字中频干扰信号进行快速傅里叶变换，将时域信号转换到频域中，得到对应的多路子带信号二；对其中一路所述子带信号二进行模平方操作，得到所述子带信号二的功率谱；基于所述功率谱，采用门限判断每路所述子带信号二是否存在干扰信号；将存在干扰信号的所有所述子带信号二进行频率带宽划分至最小带宽；对所有划分至最小带宽的所述子带信号二进行信号处理，得到所述信号频谱分析结果。3.如权利要求2所述的基于频谱分析的自适应干扰抑制方法，其特征在于，所述基于所述信号频谱分析结果，调整子带滤波器结构，包括：根据所述子带信号二的最小带宽以及该子带内干扰个数，将所述子带滤波器的阶数设置为大于该子带内干扰个数；根据所述子带信号二的最小带宽，设置所述子带滤波器的抽头间隔，所述抽头间隔D＝fs/B，其中，fs为采样率，B为子带信号二的最小带宽。4.如权利要求1所述的基于频谱分析的自适应干扰抑制方法，其特征在于，所述将各路所述数字中频干扰信号输入调整后的所述子带滤波器，得到对应的多路子带信号一，包括：将各路所述数字中频干扰信号经快速傅里叶变换，将时域信号转换到频域中；将频域内的各路所述数字中频干扰信号输入调整后的所述子带滤波器，得到对应的多路子带信号一。5.如权利要求1所述的基于频谱分析的自适应干扰抑制方法，其特征在于，所述方法还包括：将所述合成信号进行快速傅里叶逆变换，将频域信号转换到时域内进行后端处理。6.一种基于频谱分析的自适应干扰抑制系统，其特征在于，所述系统包括：干扰信号生成模块，用于生...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭维，贾可新，张晨，张志成，王烁，张正宇，张茹斌，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十八研究所，
类型：发明
国别省市：