一种获得卫星导航接收机的抗干扰信号的方法技术

技术编号:26477596 阅读:33 留言:0更新日期:2020-11-25 19:21
本发明专利技术涉及卫星导航技术领域,具体是涉及一种获得卫星导航接收机的抗干扰信号的方法。对天线阵列发送的信号进行预处理,获取含有未被完全过滤的干扰信号的中频信号。中频信号分别作为空时域算法和功率倒置算法的输入,获得对应的输出结果。功率倒置算法输出的结果乘以空时域算法输出的结果,获得抗干扰信号,即为卫星导航接收机获取的信号。本发明专利技术结合了空时域算法和功率倒置算法,当天线阵列向卫星导航接收机发送的信号中含有脉冲干扰和宽带干扰以及弱干扰信号时,本发明专利技术的算法能够抑制这些干扰信号,从而提高卫星导航接收机接收到的信号的质量。

【技术实现步骤摘要】
一种获得卫星导航接收机的抗干扰信号的方法
本专利技术涉及卫星导航
,具体是涉及一种获得卫星导航接收机的抗干扰信号的方法。
技术介绍
卫星导航接收机提供的实时精确位置、速度、时间信息在军事武器中具有重要作用,例如装甲车的导航定位系统,弹载卫星导航接收机和对空情报雷达北斗卫星授时/定位设备等。但是在实际的通信中电磁环境复杂,存在模式种类繁多和统计特性时变的人为干扰,尤其是大功率的窄带和宽带干扰已经成为破坏通信系统最主要的因素之一。干扰会导致卫星导航接收机捕获时间延长,虚警概率增加,严重时会造成接收机失锁而无法工作。现有的针对获得卫星导航接收机的抗干扰信号的方法对干扰信号的抑制效果较差。
技术实现思路
为解决上述技术问题,本专利技术提供了一种获得卫星导航接收机的抗干扰信号的方法,能够提高对干扰信号的抑制效果。为实现上述目的,本专利技术采用了以下技术方案:一种获得卫星导航接收机的抗干扰信号的方法,包括如下步骤:S1,对天线阵列发送的信号进行预处理,获取含有未被完全过滤的干扰信号的中频信号;S2,将步骤S1中的中频信号分别作为空时域算法和功率倒置算法的输入,获得对应的输出结果;S3,功率倒置算法输出的结果乘以空时域算法输出的结果,获得抗干扰信号,即为卫星导航接收机获取的信号。进一步,步骤S1的具体步骤如下:S11,将天线阵列发送的信号输入到低噪声放大器中,输出低噪声处理之后的信号;S12,将低噪声处理之后的信号输入到过滤器中,输出含有未被完全过滤的干扰信号的中频信号。进一步,步骤S2中将中频信号输入到空时域算法的具体过程如下:令其中,t为天线阵列发送信号对应的时间;x11(t)、x12(t)、x1K(t)分别为天线阵列中的第一个天线阵元的第一个采样点、第二个采样点、第K个采样点对应的中频信号的功率;x21(t)、x22(t)、x2K(t)分别为天线阵列中的第二个天线阵元的第一个采样点、第二个采样点、第K个采样点对应的中频信号的功率;xN1(t)、xN2(t)、xNK(t)分别为天线阵列中的第N个天线阵元的第一个采样点、第二个采样点、第K个采样点对应的中频信号的功率;步骤S3中的空时域算法输出的结果为矩阵x:其中,矩阵为矩阵x1(t)的转置矩阵,矩阵为矩阵x2(t)的转置矩阵,矩阵为矩阵xN(t)的转置矩阵。进一步,步骤S2中的中频信号输入到功率倒置算法的具体过程如下:S21,由N-1个天线阵元构建天线阵列信号矩阵X:其中,x31(t)为天线阵列中的第三个天线阵元的第一个采样点、第二个采样点、第K个采样点对应的中频信号的功率;S22,计算X与XH的协方差矩阵R:其中,XH为X的共轭转置矩阵;E(XXH)为X与XH的协方差矩阵,即R;为x21(t)的共轭复数,为x31(t)的共轭复数,为xN1(t)的共轭复数,为x22(t)的共轭复数,为x32(t)的共轭复数,为xN2(t)的共轭复数,为x2K(t)的共轭复数,为x3K(t)的共轭复数,为xNK(t)的共轭复数;计算X与的协方差矩阵S:其中,为x1的转置矩阵,为x1与的乘积,为X与的协方差矩阵,即S;x1为由第一个天线阵元的各个采样点的中频信号对应的功率构建的矩阵,第一个天线阵元的中频信号对应的功率为所有天线阵元中的最大值;S23,计算最优权值系数矩阵wopt:wopt=R-S其中,R-为R的逆矩阵;步骤S3中的功率倒置算法输出的结果为为wopt的共轭转置矩阵。进一步,步骤S3中获得抗干扰处理之后的信号为y:进一步优选的,天线阵元的分布构成圆形,所述第一个天线阵元位于圆心上,其它的天线阵元位于圆周上。进一步优选的,圆形的直径不大于270mm。进一步优选的,天线阵列中位于圆周上的相邻天线阵元之间的间距为d:d=0.5λ其中,λ为天线阵列发送的信号的波长。本专利技术的有益效果如下:(1)本专利技术结合了空时域算法和功率倒置算法,当天线阵列向卫星导航接收机发送的信号中含有脉冲干扰和宽带干扰以及弱干扰信号时,本专利技术的算法能够抑制这些干扰信号,从而提高卫星导航接收机接收到的信号的质量。(2)即使是微弱的干扰信号的功率远也远大于卫星通过天线阵列发送给卫星导航接收机的信号功率。本专利技术将空时域算法与功率倒置算法相结合,将在干扰处形成深度零陷,提高了卫星信号的信噪比,该算法有效抑制了窄带和宽带干扰,改善系统性能,提高传输给卫星导航接收机的信干噪比。(3)本专利技术结合了空时域算法和功率倒置算法,相对于其它抑制弱干扰信号的算法,本专利技术的算法能够更好的抑制弱干扰信号,从而提高卫星导航接收机接收到的信号的质量。(4)本专利技术的预处理将天线阵列发送的高频信号转换为中频信号,中频信号满足卫星导航接收机对接收信号的频率要求。(5)位于圆心处的第一天线阵元的信号功率为所有天线阵元中的最大值,因此将本专利技术将第一天线阵元作为参考天线阵元,能够进一步提高本专利技术的算法对干扰信号的抑制效果。另外,采用位于圆心处的第一天线阵元作为参考天线阵元,可以简化计算,有利于工程化实现。其它天线阵元在球面上均匀分布,能够保证接收到的干扰信号的功率一致性,更进一步提高本专利技术对干扰信号的抑制效果。(6)若天线阵列中的天线阵元的间距过小,则会出现严重的互耦现象,使干扰方向形成的零陷点加宽,零陷深度变浅,以此导致天线阵列的的自适应性能降低。若天线阵列中的天线阵元的间距过大,则会在信号处理时出现栅瓣,以此导致天线阵列的自适应性能下降。本专利技术的相邻天线阵元的间距为信号波长的二分之一,能够提高天线阵列的自适应性能。附图说明图1为本专利技术的流程图;图2为本专利技术的单带宽干扰零陷的空频响应图;图3为本专利技术的单带宽抗干扰处理之后的SINR图;图4为本专利技术的三带宽干扰零陷的空频响应图;图5为本专利技术的三带宽抗干扰处理之后的SINR图。具体实施方式以下结合实施例和说明书附图,对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述。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。实施例1一种获得卫星导航接收机的抗干扰信号的方法,如图1所示,包括如下步骤:S1,对天线阵列发送的信号进行预处理,获取含有未被完全过滤的干扰信号的中频信号,具体过程如下:S11,将天线阵列各个天线阵元发送的信号分别输入到低噪声放大器中,输出低噪声处理之后的信号,天线阵元即为天线模块,各个天线阵元的分布构成球形结构,第一个天线阵元位于圆心上,即各个天线阵元的分布构成Y型,圆形的直径不大于270mm,位于圆周上的天线阵元之间的间距为d,d=0.5λ,λ为天线阵列发送的信号的波长,天线阵元发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种获得卫星导航接收机的抗干扰信号的方法,其特征在于,包括如下步骤:/nS1,对天线阵列发送的信号进行预处理,获取含有未被完全过滤的干扰信号的中频信号;/nS2,将步骤S1中的中频信号分别作为空时域算法和功率倒置算法的输入,获得对应的输出结果;/nS3,功率倒置算法输出的结果乘以空时域算法输出的结果,获得抗干扰信号,即为卫星导航接收机获取的信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种获得卫星导航接收机的抗干扰信号的方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1,对天线阵列发送的信号进行预处理,获取含有未被完全过滤的干扰信号的中频信号;
S2,将步骤S1中的中频信号分别作为空时域算法和功率倒置算法的输入,获得对应的输出结果;
S3,功率倒置算法输出的结果乘以空时域算法输出的结果,获得抗干扰信号,即为卫星导航接收机获取的信号。


2.如权利要求1所述的获得卫星导航接收机的抗干扰信号的方法,其特征在于,步骤S1的具体步骤如下:
S11,将天线阵列发送的信号输入到低噪声放大器中,输出低噪声处理之后的信号;
S12,将低噪声处理之后的信号输入到过滤器中,输出含有未被完全过滤的干扰信号的中频信号。


3.如权利要求1所述的获得卫星导航接收机的抗干扰信号的方法,其特征在于,步骤S2中将中频信号输入到空时域算法的具体过程如下:




其中,t为天线阵列发送信号对应的时间;x11(t)、x12(t)、x1K(t)分别为天线阵列中的第一个天线阵元的第一个采样点、第二个采样点、第K个采样点对应的中频信号的功率;x21(t)、x22(t)、x2K(t)分别为天线阵列中的第二个天线阵元的第一个采样点、第二个采样点、第K个采样点对应的中频信号的功率;xN1(t)、xN2(t)、xNK(t)分别为天线阵列中的第N个天线阵元的第一个采样点、第二个采样点、第K个采样点对应的中频信号的功率;
步骤S3中的空时域算法输出的结果为矩阵x:



其中,矩阵为矩阵x1(t)的转置矩阵,矩阵为矩阵x2(t)的转置矩阵,矩阵为矩阵xN(t)的转置矩阵。


4.如权利要求3所述的获得卫星导航接收机的抗干扰信号的方法,其特征在于,步骤S2中的中频信号输入到功率倒置算法的具体过程如下:
S21,将第一天线阵元作为参考天线阵元,...

【专利技术属性】
技术研发人员:张代省孟宪伟贾蕾王世臣王伟范兴民龚琴
申请(专利权)人:安徽四创电子股份有限公司
类型:发明
国别省市:安徽;34

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