兼容多種陣列天線的抗干擾處理方法和空域濾波器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于衛星導航信號處理技術領域，特別是涉及一種兼容多種陣列天線的抗 干擾處理方法和以及實現所述抗干擾處理方法的空域濾波器。
【背景技術】
[0002] 目前全球衛星導航定位系統(GNSS)主要有中國北斗定位系統(BD2)、美國全球定 位系統(GPS)、俄羅斯全球衛星導航系統(GLONASS)和歐洲伽利略衛星定位(Galileo)系統。 它們的主要工作是為軍事和民用提供定位、測速、授時、導航等業務。衛星導航在社會生產 生活和軍事領域起到了越來越重要的作用，從民用日常定位到軍用精確制導，都離不開衛 星導航。但由于種種原因，衛星信號落地功率一般非常微弱，很容易受到外界信號干擾，包 括窄帶干擾、寬帶干擾和相干干擾等，因此衛星導航接收設備的抗干擾性能是其關鍵指標 之一。若衛星導航接收設備的抗干擾能力不夠，可能導致接收設備在復雜電磁環境下不能 正常工作。目前，自適應調零天線技術是提高衛星導航系統抗干擾能力的一種主要方法，采 用陣列天線和自適應波束形成算法結合，來消除壓制性干擾信號，還原出可用的衛星導航 信號，從而提高衛星導航接收機抵抗復雜電磁干擾的能力。由于尺寸、功耗的原因，在實際 應用中，存在各種陣列天線，常用的是單模陣列天線和雙模陣列天線。現有技術中，對于單 模陣列天線和雙模陣列天線的信號的抗干擾處理需要采用各自的抗干擾處理模塊和方法。

【發明內容】

[0003] 本發明針對現有技術存在的不足，提出一種兼容多種陣列天線的抗干擾處理方法 以及實現所述抗干擾處理方法的空域濾波器，將抗干擾處理的空域濾波器分解成多個子空 域濾波器，來達到兼容多種陣列天線的目的，減少硬件邏輯資源的使用。
[0004] 本發明的技術方案是：
[0005] 1.-種兼容多種陣列天線的抗干擾處理方法，其特征在于，包括以下步驟：
[0006] 1)對多路AD采樣輸出的中頻信號分別進行N點FFT變換，得到各路頻域數據，其中N 大于〇的常數；
[0007] 2)FFT變換之后，對各路頻域數據分別進行帶通濾波；
[0008] 3)根據兼容的陣列天線的種類，若兼容W種陣列天線，則將各路帶通濾波后的數據 分成W組頻域數組，分別進行空域濾波；
[0009 ] 4)對空域濾波后的頻域數據進行N點IFFT變換，輸出經過抗干擾處理的時域中頻 數據。
[001 0] 2.所述步驟2)中，所述帶通濾波包含:每路相鄰頻域數據頻譜間隔為2VN;并根據 信號中頻值和帶寬，計算帶外數據位置，進行置〇操作，去除帶外干擾。
[0011] 3.所述步驟3)中，所述兼容的陣列天線包括單模陣列天線和雙模陣列天線，根據 陣列天線結構，將各路帶通濾波后的數據分成Ml個和M2個數據，組成兩個頻域數組，分別進 行空域濾波。
[0012] 4.對于包含陣元數為Μ的一個陣列天線的單模陣列天線，所述空域濾波是除主路 外把剩余Μ-1路分成兩個Ml和M2陣元，分別空域濾波，然后兩個空域濾波的輸出相加，得到Μ 陣元的空域濾波輸出；對于包含陣元數分別為Ml和M2的兩個陣列天線的雙模陣列天線，所 述空域濾波是分解成2個子空域濾波，分別選取各自的主路，除各自的主路外分別空域濾 波，得到兩個子空域濾波的輸出，分別為Ml和M2的兩個陣列天線的空域濾波輸出；其中，M = M1+M2-1。
[0013] 5. -種實現兼容多種陣列天線抗干擾處理方法的空域濾波器，其特征在于，包括W 個子空域濾波器，所述W個子空域濾波器分別包括頻域數組接收模塊、權系數更新模塊、濾 波模塊以及選通器模塊，所述W個頻域數組接收模塊分別接收經帶通濾波后分成的W組頻域 數據，經各自的濾波模塊分別進行空域濾波，然后經選通器選通，其輸出信號去進行IFFT變 換;所述權系數更新模塊用于分別將更新的權系數輸入濾波模塊。
[0014] 6.所述子空域濾波器包括兩個子空域濾波器，所述第一子空域濾波器包括第一頻 域數組接收模塊、第一權系數更新模塊、第一濾波模塊、第一選通器，所述第二子空域濾波 器包括第二頻域數組接收模塊、第二權系數更新模塊、第二濾波模塊、第二選通器;所述第 一頻域數組接收模塊、第二頻域數組接收模塊分別接收經帶通濾波后分成的兩組頻域數 據，當支持包含陣元數分別為Ml和M2的兩個陣列天線的雙模陣列天線時，各選取其中一路 為主路信號，其余各路信號分別輸入第一濾波模塊、第二濾波模塊，所述第一濾波模塊、第 二濾波模塊的輸出信號分別被各自的主路信號相減后經第一選通器、第二選通器輸入第一 權系數更新模塊、第二權系數更新模塊;當支持包含陣元數為Μ的一個陣列天線的單模陣列 天線時，選取其中一路為主路信號，其余各路信號分別輸入第一濾波模塊、第二濾波模塊， 所述第一濾波模塊、第二濾波模塊的輸出信號相加后再被所述主路信號相減，然后分別經 第一選通器、第二選通器輸入第一權系數更新模塊、第二權系數更新模塊;所述第一權系數 更新模塊、第二權系數更新模塊分別將更新的權系數輸入第一濾波模塊、第二濾波模塊;經 所述第一選通器、第二選通器選通的輸出信號去進行IFFT變換。
[0015] 7.所述空域濾波器的輸出為：
[0018] Yn(k)=Yln(k)+Y2n(k)；
[0019] 其中，Yln(k)和Yln(k)分別為兩個子空域濾波器的輸出，支持雙模陣列天線，兩個 陣列天線的最大陣元數分別為Ml和M2;Y n(k)為支持單模陣列天線的空域濾波器輸出，單模 陣列天線的最大陣元數為M1+M1-1，1 < η < N，k為時間參數。
[0020] 8.所述空域濾波器的誤差為：
[0021] eln(k) = dln(k)-Yln(k);
[0022] e2n(k) = d2n(k)-Y2n(k)；
[0023] en(k) = dn(k)-Yn(k)；
[0024] 其中，eln(k)和e2n(k)分別為兩個子空域濾波器誤差，支持雙模陣列天線，en(k)為 支持單模陣列天線的空域濾波器誤差，單模時，主路信號為d n(k) = dln(k)。
[0025] 9.所述空域濾波器的權系數更新：
[0026] ffln(k+l)=ffln(k)+2*y*eln(k)*Xln(k)*；
[0027] W2n(k+l)=ff2n(k)+2*y*e2n(k)*X2n(k)*；
[0028] 其中，Xln(kf 和 X2n(kf 為 Xln(k)和 X2n(k)的轉置，Wln(k+1)和 W2n(k+1)分別為兩個 子空域濾波器k+1時刻的權系數，支持雙模陣列天線；[Wln(k+l)W2 n(k+l)]為支持單模陣列 天線的k+Ι時刻的權系數，單模時，eln(k) = e2n(k) = e(k)n。
[0029] 10.所述空域濾波器采用最小均方算法(LMS)，采用瞬時平方誤差代替均方誤差， 以當前輸出誤差、當前參考信號和當前權系數求得下個時刻的權系數。
[0030] 本發明的技術效果：
[0031] 本發明提出的一種兼容多種陣列天線的抗干擾處理方法以及實現所述抗干擾處 理方法的空域濾波器，將抗干擾處理的空域濾波器分解成多個子空域濾波器，來達到兼容 多種陣列天線的目的，減少硬件邏輯資源的使用。
[0032] 運用本發明給出的方法，可以通過若干個子空域濾波器實現兼容多種陣列天線的 抗干擾，減少了硬件邏輯資源。例如，可以通過2個子空域濾波器實現兼容單模（1個陣列天 線)抗干擾和雙模(2個陣列天線)抗干擾。應用中，單模(1個陣列天線，陣元數M)的空域濾波 器變換原理是除主路外把剩余M-1路分成兩個Ml