一种阵列天线接收信号的去干扰方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种阵列天线接收信号的去干扰方法及系统。该方法包括：确定第一协方差矩阵和第二协方差矩阵之间的转换关系，第一协方差矩阵为阵列天线中阵元接收到的实际信号的协方差矩阵，第二协方差矩阵为假设干扰信号的来向变化服从三角形概率分布时，阵列天线中阵元接收到的信号的协方差矩阵；根据第一协方差矩阵和第二协方差矩阵之间的转换关系，采用功率倒置算法计算阵列天线中各阵元的权矢量；获取阵列天线中各阵元接收到的信号；采用各阵元的权矢量对各阵元接收到的信号进行处理，得到去干扰后的信号。本发明专利技术提供的阵列天线接收信号的去干扰方法及系统能够对处于高频振动或者高速运动的状态下的接收机接收到的干扰信号进行抑制。

A de jamming method and system for receiving signal of array antenna

The invention discloses a method and a system for eliminating interference of receiving signals of array antennas. The method includes: determining the conversion relationship between the first covariance matrix and the second covariance matrix, the first covariance matrix is the covariance matrix of the actual signal received by the array antenna element, and the second covariance matrix is the array antenna element connection when the direction change of the interference signal obeys the triangle probability distribution. The covariance matrix of the received signal; according to the conversion relationship between the first covariance matrix and the second covariance matrix, the power inversion algorithm is used to calculate the weight vector of each element in the array antenna; the signals received by each element in the array antenna are obtained; and the signals received by each element are processed by the weight vector of each element. Get the signal after jamming. The method and system for eliminating the interference of the received signal of the array antenna can suppress the interference signal received by the receiver in the state of high frequency vibration or high speed movement.

【技术实现步骤摘要】
一种阵列天线接收信号的去干扰方法及系统
本专利技术涉及信号处理领域，特别是涉及一种阵列天线接收信号的去干扰方法及系统。
技术介绍
全球卫星导航系统因其导航精度高和不随时间积累误差的优点得到了广泛的应用，然而卫星导航信号到达GNSS接收机时的功率比环境基底噪声还要低20dB，所以极易受到强干扰信号压制。此时，GNSS接收机将无法正常捕获卫星导航信号，必然会导致接收机搜星定位失败。因此，目前普遍在接收机端采用阵列天线抑制强干扰信号。工程中常采用线性约束最小功率准则在强干扰信号来向上自适应生成零陷来抑制干扰，并采用最小均方算法迭代求解阵列权值。但是，在GNSS接收机载体处于高频振动或者高速运动的状态下，干扰信号来向在短时间内会发生快速变化，上述算法可能无法收敛，致使干扰信号不能被及时有效地抑制。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种阵列天线接收信号的去干扰方法及系统，能够对处于高频振动或者高速运动的状态下的接收机接收到的干扰信号进行抑制。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种阵列天线接收信号的去干扰方法，所述方法包括：确定第一协方差矩阵和第二协方差矩阵之间的转换关系，所述第一协方差矩阵为阵列天线中阵元接收到的实际信号的协方差矩阵，所述第二协方差矩阵为假设干扰信号的来向变化服从三角形概率分布时，阵列天线中阵元接收到的信号的协方差矩阵；根据第一协方差矩阵和第二协方差矩阵之间的转换关系，采用功率倒置算法计算阵列天线中各阵元的权矢量；获取所述阵列天线中各阵元接收到的信号；采用各阵元的权矢量对各阵元接收到的信号进行处理，得到去干扰后的信号。可选的，所述确定第一协方差矩阵和第二协方差矩阵之间的转换关系，具体包括：将第一协方差矩阵和第二协方差矩阵之间的转换关系确定为其中，为信号x的第二协方差矩阵，为信号x的第一协方差矩阵，TL为锥化矩阵，为表示矩阵Hardmard乘积，TL(m,n)为锥化矩阵中第(m,n)元素的值，βmax为假设干扰信号的来向变化服从三角形概率分布时，干扰信号来向变化对应的零陷宽度的最大值。可选的，所述根据第一协方差矩阵和第二协方差矩阵之间的转换关系，采用功率倒置算法计算阵列天线中各阵元的权矢量，具体包括：采样获取阵列天线接收到的信号；确定阵列天线接收到的信号的协方差矩阵根据计算各阵元的权矢量，其中，cM＝[1,0,…,0]H为M维列向量。可选的，采用各阵元的权矢量对各阵元接收到的信号进行处理，得到去干扰后的信号，具体包括：将各阵元接收到的信号与各阵元对应的权矢量相乘，得到各阵元接收到的去干扰后的信号；将各阵元接收到的去干扰后的信号进行累加，得到阵列天线接收到的去干扰后的信号。可选的，所述采样获取阵列天线接收到的信号，具体包括：利用快拍采样得到阵列天线接收到的信号样本。本专利技术还提供了一种阵列天线接收信号的去干扰系统，所述系统包括：转换关系确定模块，用于确定第一协方差矩阵和第二协方差矩阵之间的转换关系，所述第一协方差矩阵为阵列天线中阵元接收到的实际信号的协方差矩阵，所述第二协方差矩阵为假设干扰信号的来向变化服从三角形概率分布时，阵列天线中阵元接收到的信号的协方差矩阵；权矢量计算模块，用于根据第一协方差矩阵和第二协方差矩阵之间的转换关系，采用功率倒置算法计算阵列天线中各阵元的权矢量；接收信号获取模块，用于获取所述阵列天线中各阵元接收到的信号；去干扰模块，用于采用各阵元的权矢量对各阵元接收到的信号进行处理，得到去干扰后的信号。可选的，所述转换关系确定模块，具体包括：转换关系确定单元，用于将第一协方差矩阵和第二协方差矩阵之间的转换关系确定为其中，为信号x的第二协方差矩阵，为信号x的第一协方差矩阵，TL为锥化矩阵，为表示矩阵Hardmard乘积，TL(m,n)为锥化矩阵中第(m,n)元素的值，βmax为假设干扰信号的来向变化服从三角形概率分布时，干扰信号来向变化对应的零陷宽度的最大值。可选的，所述权矢量计算模块，具体包括：接收信号单元，用于采样获取阵列天线接收到的信号；协方差矩阵确定单元，用于确定阵列天线接收到的信号的协方差矩阵权矢量计算单元，用于根据计算各阵元的权矢量，其中，cM＝[1,0,…,0]H为M维列向量。可选的，去干扰模块，具体包括：加权单元，用于将各阵元接收到的信号与各阵元对应的权矢量相乘，得到各阵元接收到的去干扰后的信号；累加单元，用于将各阵元接收到的去干扰后的信号进行累加，得到阵列天线接收到的去干扰后的信号。可选的，所述接收信号单元，具体包括：接收信号子单元，用于利用快拍采样得到阵列天线接收到的信号样本。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供的阵列天线接收信号的去干扰方法及系统，采用干扰信号来向变化服从三角形分布概率统计模型，基于线性约束最小功率准则的协方差矩阵锥化零陷加宽抗干扰算法，实现了干扰零陷拓宽，且拓宽的零陷平稳，输出信干噪高，能够对处于高频振动或者高速运动的状态下的接收机接收到的干扰信号进行有效抑制。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例阵列天线接收信号的去干扰方法流程图；图2为本专利技术实施例采用的阵列天线模型图；图3为本专利技术实施例幅度为3°时不同算法的阵列方向增益图；图4为本专利技术实施例三种分布的概率密度曲线图；图5为本专利技术实施例幅度为3°时不同算法的阵列输出信干噪比；图6为本专利技术实施例采用PI算法对信号处理后的捕获图；图7为本专利技术实施例采用三角形分布算法对信号处理后的捕获图；图8为本专利技术实施例采用均匀分布算法对信号处理后的捕获图；图9为本专利技术实施例采用拉普拉斯分布算法对信号处理后的捕获图；图10为本专利技术实施例阵列天线接收信号的去干扰系统结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种阵列天线接收信号的去干扰方法及系统，能够对处于高频振动或者高速运动的状态下的接收机接收到的干扰信号进行抑制。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1为本专利技术实施例阵列天线接收信号的去干扰方法流程图，如图1所示，阵列天线接收信号的去干扰方法的具体步骤如下：步骤101：确定第一协方差矩阵和第二协方差矩阵之间的转换关系，所述第一协方差矩阵为阵列天线中阵元接收到的实际信号的协方差矩阵，所述第二协方差矩阵为假设干扰信号的来向变化服从三角形概率分布时，阵列天线中阵元接收到的信号的协方差矩阵；步骤102：根据第一协方差矩阵和第二协方差矩阵之间的转换关系，采用功率倒置算法计算阵列天线中各阵元的权矢量；步骤103：获取所述阵列天线中各阵元接收到的信号；步骤104：采用各阵元的权矢量对各阵元接收到的信号进行处理，得到去干扰后的信号。其中，步骤1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阵列天线接收信号的去干扰方法，其特征在于，所述方法包括：确定第一协方差矩阵和第二协方差矩阵之间的转换关系，所述第一协方差矩阵为阵列天线中阵元接收到的实际信号的协方差矩阵，所述第二协方差矩阵为假设干扰信号的来向变化服从三角形概率分布时，阵列天线中阵元接收到的信号的协方差矩阵；根据第一协方差矩阵和第二协方差矩阵之间的转换关系，采用功率倒置算法计算阵列天线中各阵元的权矢量；获取所述阵列天线中各阵元接收到的信号；采用各阵元的权矢量对各阵元接收到的信号进行处理，得到去干扰后的信号。

【技术特征摘要】
1.一种阵列天线接收信号的去干扰方法，其特征在于，所述方法包括：确定第一协方差矩阵和第二协方差矩阵之间的转换关系，所述第一协方差矩阵为阵列天线中阵元接收到的实际信号的协方差矩阵，所述第二协方差矩阵为假设干扰信号的来向变化服从三角形概率分布时，阵列天线中阵元接收到的信号的协方差矩阵；根据第一协方差矩阵和第二协方差矩阵之间的转换关系，采用功率倒置算法计算阵列天线中各阵元的权矢量；获取所述阵列天线中各阵元接收到的信号；采用各阵元的权矢量对各阵元接收到的信号进行处理，得到去干扰后的信号。2.根据权利要求1所述的阵列天线接收信号的去干扰方法，其特征在于，所述确定第一协方差矩阵和第二协方差矩阵之间的转换关系，具体包括：将第一协方差矩阵和第二协方差矩阵之间的转换关系确定为其中，为信号x的第二协方差矩阵，为信号x的第一协方差矩阵，TL为锥化矩阵，为表示矩阵Hardmard乘积，TL(m,n)为锥化矩阵中第(m,n)元素的值，βmax为假设干扰信号的来向变化服从三角形概率分布时，干扰信号来向变化对应的零陷宽度的最大值。3.根据权利要求1所述的阵列天线接收信号的去干扰方法，其特征在于，所述根据第一协方差矩阵和第二协方差矩阵之间的转换关系，采用功率倒置算法计算阵列天线中各阵元的权矢量，具体包括：采样获取阵列天线接收到的信号；确定阵列天线接收到的信号的协方差矩阵根据计算各阵元的权矢量，其中，cM＝[1,0,…,0]H为M维列向量。4.根据权利要求1所述的阵列天线接收信号的去干扰方法，其特征在于，采用各阵元的权矢量对各阵元接收到的信号进行处理，得到去干扰后的信号，具体包括：将各阵元接收到的信号与各阵元对应的权矢量相乘，得到各阵元接收到的去干扰后的信号；将各阵元接收到的去干扰后的信号进行累加，得到阵列天线接收到的去干扰后的信号。5.根据权利要求1所述的阵列天线接收信号的去干扰方法，其特征在于，所述采样获取阵列天线接收到的信号，具体包括：利用快拍采样得到阵列天线接收到的信号样本。6.一种阵列天...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海洋，姚志成，胡猛，范志良，侯博，卢建，席建祥，王忠，吴智慧，张盛魁，
申请(专利权)人：中国人民解放军火箭军工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61