本发明专利技术公开了一种基于广义旁瓣相消的共形阵抗干扰方法，主要解决现有技术存在的抗干扰带来期望信号能量损失以及大规模共形阵抗干扰计算复杂度高的问题。本发明专利技术的具体实施步骤为：接受导航卫星回波数据；自适应选取有效阵元；构建广义旁瓣相消器的降维矩阵；计算广义旁瓣相消器自适应权矢量；将广义旁瓣相消器自适应权矢量与有效阵元回波数据矩阵相乘对其进行抗干扰处理。本发明专利技术能够抑制低空强干扰的同时保留目标的回波能量，降低计算复杂度，利于工程实现。可应用于大规模共形阵列抑制低空强干扰。空强干扰。空强干扰。
【技术实现步骤摘要】
基于广义旁瓣相消的共形阵抗干扰实现方法
[0001]本专利技术属于雷达
，更进一步涉及雷达信号处理
中的一种基于广义旁瓣相消的共形阵抗干扰实现方法。本专利技术可用于共形阵列的假目标干扰抑制，当雷达回波中混入多个强干扰信号时，阵列天线性能急剧下降，通过对雷达回波进行广义旁瓣相消处理，可以达到抑制干扰的目的。
技术介绍
[0002]卫星导航系统因其全天候、全天时、全球性的技术优势，无论是在民用还是军用方面都已得到广泛应用，但是卫星信号从发射到达地面阵列天线的时候已经非常微弱，极易受到各种低空强干扰和人为干扰，导致地面阵列天线性能急剧下降。这就要求天线阵列必须具备良好的抗干扰能力。自适应抗干扰是卫星导航抗干扰的重要技术手段。基于广义旁瓣相消的共形阵抗干扰方法可以利用广义旁瓣相消技术抑制强干扰的同时，降低计算复杂度，利于工程实现。
[0003]重庆九州星熠导航设备有限公司在其申请的专利文献“一种圆环共形阵列空时抗干扰方法”(申请号：201811088759.4申请日：2018.09.18申请公布号：CN 109245781 A)中公开了一种共形阵抗干扰方法。该方法通过自适应阵元选择和特征值分解进行干扰抑制。其实现步骤为：第一步，通过自适应阵元选择为算法提供有效信息；第二步，将接收信号移频到基带，实现IQ分解，并通过数字低通滤波对带外信号进行抑制；第三步，通过一定样本点数的累计计算自相关矩阵；第四步：通过特征值分解进行自相关矩阵求逆；第五步：根据权值自适应调节信号幅度和相位，使干扰方向形成较深零陷。该方法存在的不足之处在于，在大规模共形阵列背景下，即使进行有效阵元选择和特征值分解，计算复杂度仍然较高，不利于工程实现。
[0004]武汉中元通信股份有限公司在其申请的专利文献“一种空时自适应抗干扰方法及装置”(申请号：2020.10933085.4申请日：2020.09.08申请公布号：CN112162299A)中公开了一种空时自适应抗干扰方法。其实现步骤为：第一步，采集数字中频信号，并对所述数字中频信号进行正交变频，得到复基带信号；第二步，将各路所述复基带信号按空时抗干扰架构进行时域抽头处理，得到抽头数据；第三步，计算各所述抽头数据的协方差矩阵，并对所述协方差矩阵进行求逆，得到协方差矩阵的逆矩阵；第四步，根据所述逆矩阵采用LCMV准则计算各抽头数据的抗干扰权值；第五步，利用所述抗干扰权值对相应抽头数据进行空时二维滤波，得到抗干扰滤波后的复基带信号。该方法存在的不足之处是，对干扰进行抑制的同时，会损失部分目标回波信号能量，导致目标检测成功的概率下降。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种基于广义旁瓣相消的共形阵抗干扰实现方法，用于解决共阵列天线对低空强干扰抑制，期望信号能量损失以及计算复杂度高的问题。
[0006]实现本专利技术目的的具体思路是，在卫星导航系统中针对大规模共形阵列低空强干扰，由于共形阵载体遮挡引起的部分阵元不能有效接收信号，引起抗干扰性能下降。本专利技术通过阵元位置信息和来波方向自适应选取有效阵元，减少阵元回波数据的数据量，并在广义旁瓣相消算法中进行降维处理，再次减少数据量，由此解决现有技术中的自适应抗干扰计算复杂度高的问题。本专利技术采用广义旁瓣相消方法，在利用回波数据计算协方差矩阵时，将期望信号回波从总回波数据中剔除，对协方差矩阵求逆构建白化矩阵，对接收信号进行白化滤波，无失真保留期望信号。由此解决现有技术干中扰抑制带来的期望信号相消问题。
[0007]本专利技术的具体包括步骤如下：
[0008]步骤1，接收导航卫星的回波数据；
[0009]步骤2，自适应选取有效阵元；
[0010]计算共形阵列天线中每个阵元位置相对于阵列中心位置的连线方向的矢量与导航卫星来波方向的方向矢量夹角，将共形阵列阵元位置相对于阵列中心位置的连线的方向与导航卫星来波方向的夹角小于60
°
的阵元判定为有效阵元；
[0011]步骤3，构建每个脉冲重复间隔PRI的降维矩阵；
[0012]步骤3.1，在干扰方向未知的情况下，通过临近方向选取规则选取导航卫星来波方向的临近方向，计算每个临近方向对应的导向矢量，将所有方向的导向矢量组成降维矩阵；
[0013]所述临近方向选取规则是，以导航卫星来波方向为中心，θ0表示导航卫星来波方向的方位角，表示导航卫星来波方向的俯仰角，在共形阵列方向图主瓣宽度两倍范围内等间隔选取相对于导航卫星来波方向的临近方向，在θ＝[θ0‑
2*θ
3dB
,θ0+2*θ
3dB
]范围内等间隔选取p个点，θ
3dB
表示共形阵列方位维主瓣宽度，方位维间隔在范围内确定的一个整数值，范围内等间隔选取q个点，表示共形阵列俯仰维主瓣宽度，俯仰维间隔在范围内确定的一个整数值，共组成p*q个对即共选取p*q个方向；
[0014]步骤3.2，在一定个数干扰方向已知的情况下，通过虚拟干扰方向选取规则选取低空虚拟干扰方向，计算每个虚拟干扰方向对应的导向矢量，将所有导向矢量组成降维矩阵；
[0015]所述虚拟干扰方向选取规则为：将干扰方向分为两部分，一部分由已知的a个干扰方向确定，另一部分在空间中方位角θ＝[0
°
,360
°
]内等间隔选取b个点，方位维间隔应在[5
°
,60
°
]范围内确定的一个整数值，低空俯仰角范围内等间隔选取c个点，俯仰维维间隔在[2
°
,10
°
]范围内确定的一个整数值，共组成b*c+a个对即共选取b*c+a个方向对；
[0016]步骤4，对回波数据进行抗干扰处理；
[0017]步骤4.1，根据共形阵列有效阵元总数和导航卫星来波方向对应的导向矢量，计算每个脉冲重复间隔PRI的信号阻塞矩阵；
[0018]步骤4.2，分别计算广义旁瓣相消器主通道数据矩阵和广义旁瓣相消器辅助通道数据矩阵；
[0019]步骤4.3，计算广义旁瓣相消器的自适应权矢量：
[0020]步骤4.4，对回波数据进行抗干扰处理。
[0021]本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
[0022]第一，由于本专利技术通过阵元位置信息和来波方向自适应选取有效阵元，减少阵元回波数据的数据量，并在广义旁瓣相消算法中进行降维处理，再次减少数据量，克服了现有技术中的自适应抗干扰计算复杂度高的问题，使得本专利技术两次降低协方差矩阵维度，大大降低计算复杂度，使得本专利技术提高了抗干扰实时性，利于工程实现。
[0023]第二，由于本专利技术采用广义旁瓣相消方法，在利用回波数据计算协方差矩阵时，将期望信号回波从总回波数据中剔除，对协方差矩阵求逆构建白化矩阵，并对接收信号进行白化滤波。克服了现有技术中干扰抑制带来的期望信号相消问题，使得本专利技术在抑制干扰的同时无失真输出期望信号。
附图说明
[0024]图1是本专利技术的实现流程图；
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于广义旁瓣相消的共形阵抗干扰实现方法，其特征在于，通过自适应选择共形阵列有效阵元，构建广义旁瓣相消器的降维矩阵；该方法的具体步骤包括如下：步骤1，接收导航卫星的回波数据；步骤2，自适应选取有效阵元；计算共形阵列天线中每个阵元位置相对于阵列中心位置的连线方向的矢量与导航卫星来波方向的方向矢量夹角，将共形阵列阵元位置相对于阵列中心位置的连线的方向与导航卫星来波方向的夹角小于60
°
的阵元判定为有效阵元；步骤3，构建每个脉冲重复间隔PRI的降维矩阵；步骤3.1，在干扰方向未知的情况下，通过临近方向选取规则选取导航卫星来波方向的临近方向，计算每个临近方向对应的导向矢量，将所有方向的导向矢量组成降维矩阵；所述临近方向选取规则是，以导航卫星来波方向为中心，θ0表示导航卫星来波方向的方位角，表示导航卫星来波方向的俯仰角，在共形阵列方向图主瓣宽度两倍范围内等间隔选取相对于导航卫星来波方向的临近方向，在θ＝[θ0‑
2*θ
3dB
,θ0+2*θ
3dB
]范围内等间隔选取p个点，θ
3dB
表示共形阵列方位维主瓣宽度，方位维间隔在范围内确定的一个整数值，范围内等间隔选取q个点，表示共形阵列俯仰维主瓣宽度，俯仰维间隔在范围内确定的一个整数值，共组成p*q个对即共选取p*q个方向；步骤3.2，在一定个数干扰方向已知的情况下，通过虚拟干扰方向选取规则选取低空虚拟干扰方向，计算每个虚拟干扰方向对应的导向矢量，将所有导向矢量组成降维矩阵；所述虚拟干扰方向选取规则为：将干扰方向分为两部分，一部分由已知的a个干扰方向确定，另一部分在空间中方位角θ＝[0
°
,360
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]内等间隔选取b个点，方位维间隔应在[5
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,60
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]范围内确定的一个整数值，低空俯仰角范围内等间隔选取c个点，俯仰维维间隔在[2
°
,10
°
]范围内确定的一个整数值，共组成b*c+a个对即共选取b*c+a个方向对；步骤4，对回波数据进行抗干扰处理；步骤4.1，根据共形阵列有效阵元总数和导航卫星来波方向对应的导向矢量，计算每个脉冲重复间隔PRI的信号阻塞矩阵；步骤4.2，分别计算广义旁瓣相消器主通道数据矩阵和广义旁瓣相消器辅助通道数据矩阵；步骤4.3，计算广义旁瓣相消器的自适应权矢量：步骤4.4，对回波数据进行抗干扰处理。2.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：许京伟，朱圣棋，王建新，张续营，王建，张教镭，李西敏，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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