【技术实现步骤摘要】
本申请涉及卫星通信，特别是涉及一种基于副瓣抑制的卫星通信抗干扰方法及装置。
技术介绍
1、卫星位于复杂的电磁环境中，面临着各种电磁干扰，同时卫星与接收机之间距离较远，卫星信号到达接收机时电平微弱，因此，抑制空间中的干扰信号、准确接收卫星信号十分重要。抑制副瓣能够有效降低干扰信号被误判为有用卫星信号的概率，常规的副瓣抑制方法是对时域或快速傅里叶变换处理后的信号进行加窗处理。常用的窗函数有矩形窗、三角窗、汉宁窗、海明窗、切比雪夫窗等，以上窗函数都能在一定程度上压低副瓣，但同时也会造成不同程度上的主瓣展宽以及主瓣无源增益的下降，导致接收机无法准确接收、识别电平微弱的有用卫星信号。通过加窗实现副瓣抑制技术忽略了主瓣无源增益对于识别弱小信号的关键作用，不适用于电磁干扰复杂多样、卫星信号电平微弱的卫星通讯系统，抗干扰能力弱。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高卫星通信抗干扰能力的基于副瓣抑制的卫星通信抗干扰方法及装置。
2、一种基于副瓣抑制的卫星通信抗干扰方法，所述方法包括：
3、步骤s100：输入波束相关参数；波束相关参数包括波束期望指向、波束主瓣宽度、波束离散角度间隔、波束角度下界、波束角度上界、波束赋形参数、需要覆盖的空域、阵元个数、阵元间距、波束宽度因子、波长、副瓣电平下界、副瓣电平上界、第一主瓣增益优化损耗门限及对应的第一副瓣电平优化步进、第二主瓣增益优化损耗门限及对应的第二副瓣电平优化步进、第一副瓣与主瓣间隔和初始加权矢量；根
4、步骤s200：对需要覆盖的空域进行扫描并以预先计算的扫描波束宽度为间隔对空域进行划分来获取波束各个指向的接收环境回波信号能量；将波束各个指向的接收环境回波信号能量的平均值作为平均噪声，根据各个方向的接收信号能量中的最大值和平均噪声计算，得到干噪比；根据一定的准则和干噪比确定副瓣电平；
5、步骤s300：将波束期望指向的主瓣增益设置为主瓣增益优化的目标函数；
6、步骤s400：根据波束期望指向的主瓣增益、副瓣电平以及权向量值的幅度设置主瓣增益优化的约束条件；根据约束条件和目标函数建立主瓣增益优化模型，利用交替方向乘子法对主瓣增益优化模型进行求解，得到波束期望方向的主瓣增益；
7、步骤s500：利用波束理想主瓣增益和波束期望方向的主瓣增益计算得到波束主瓣增益优化损耗；
8、步骤s600：对波束主瓣增益优化损耗进行判断，若波束主瓣增益优化损耗大于第一主瓣增益优化损耗门限，将副瓣电平降低第一副瓣电平优化步进后继续对波束期望指向的主瓣增益进行优化，若波束主瓣增益优化损耗不大于第一主瓣增益优化损耗门限，判断波束主瓣增益优化损耗是否大于第二主瓣增益优化损耗门限，若波束主瓣增益优化损耗大于第二主瓣增益优化损耗门限，则将副瓣电平降低第二副瓣电平优化步进后继续对波束期望指向的主瓣增益进行优化，直到波束主瓣增益优化损耗不大于第二主瓣增益优化损耗门限，结束优化过程并获得一维线阵最优权重矢量；
9、步骤s700：将通过步骤s100输入的两个不同的阵元数，分别通过步骤s100～步骤s600求解对应的一维线阵最优权重矢量并对两个一维线阵最优权重矢量进行克罗内克积计算，得到二维矩形平面阵的最优权重矢量；根据最优权重矢量进行抗干扰处理。
10、一种基于副瓣抑制的卫星通信抗干扰装置，所述装置包括：
11、波束相关参数计算模块，用于输入波束相关参数；波束相关参数包括波束期望指向、波束主瓣宽度、波束离散角度间隔、波束角度下界、波束角度上界、波束赋形参数、需要覆盖的空域、阵元个数、阵元间距、波束宽度因子、波长、副瓣电平下界、副瓣电平上界、第一主瓣增益优化损耗门限及对应的第一副瓣电平优化步进、第二主瓣增益优化损耗门限及对应的第二副瓣电平优化步进、第一副瓣与主瓣间隔和初始加权矢量；根据波束相关参数计算得到波束理想主瓣增益、波束主瓣离散角度集、波束副瓣离散角度集；
12、副瓣电平确定模块，用于对需要覆盖的空域进行扫描并以预先计算的扫描波束宽度为间隔对空域进行划分来获取波束各个指向的接收环境回波信号能量；将波束各个指向的接收环境回波信号能量的平均值作为平均噪声，根据各个方向的接收信号能量中的最大值和平均噪声计算，得到干噪比；根据一定的准则和干噪比确定副瓣电平；
13、波束期望方向的主瓣增益计算模块，用于将波束期望指向的主瓣增益设置为主瓣增益优化的目标函数；根据波束期望指向的主瓣增益、副瓣电平以及权向量值的幅度设置主瓣增益优化的约束条件；根据约束条件和目标函数建立主瓣增益优化模型，利用交替方向乘子法对主瓣增益优化模型进行求解，得到波束期望方向的主瓣增益；
14、一维线阵最优权重矢量计算模块，用于利用波束理想主瓣增益和波束期望方向的主瓣增益计算得到波束主瓣增益优化损耗；对波束主瓣增益优化损耗进行判断，若波束主瓣增益优化损耗大于第一主瓣增益优化损耗门限，将副瓣电平降低第一副瓣电平优化步进后继续对波束期望指向的主瓣增益进行优化，若波束主瓣增益优化损耗不大于第一主瓣增益优化损耗门限，判断波束主瓣增益优化损耗是否大于第二主瓣增益优化损耗门限，若波束主瓣增益优化损耗大于第二主瓣增益优化损耗门限，则将副瓣电平降低第二副瓣电平优化步进后继续对波束期望指向的主瓣增益进行优化，直到波束主瓣增益优化损耗不大于第二主瓣增益优化损耗门限，结束优化过程并获得一维线阵最优权重矢量；
15、抗干扰处理模块，用于输入的两个不同的阵元数，分别求解对应的一维线阵最优权重矢量并对两个一维线阵最优权重矢量进行克罗内克积计算，得到二维矩形平面阵的最优权重矢量；根据最优权重矢量进行抗干扰处理。
16、本申请与现有技术相比，其显著优点：1)本申请能够在复杂电磁环境中通过副瓣抑制实现卫星通讯抗干扰技术；2)本申请以波束期望指向的主瓣增益为目标函数；以波束期望指向的主瓣增益、副瓣电平、权向量值的幅度为约束，建立非凸优化问题，采用交替方向乘子法，在实现波束期望指向的主瓣增益最大化的同时保证了副瓣抑制效果，从而实现接收机对微小卫星信号的准确接收和识别；3)本申请通过建立优化函数，采用交替方向乘子法迭代求解最优权值矢量，同时在求解过程中引入波束主瓣增益优化损耗判断标志，提升主瓣增益优化效果；4)二维矩形平面阵的最优权向量求解复杂度太高，线性时间内无法求解，转化为线阵的权向量求解能够在多项式时间内获得数值解。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于副瓣抑制的卫星通信抗干扰方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述波束相关参数计算得到波束理想主瓣增益、波束主瓣离散角度集、波束副瓣离散角度集，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预先计算的扫描波束宽度为
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对需要覆盖的空域进行扫描并以预先计算的扫描波束宽度为间隔对空域进行划分来获取波束各个指向的接收环境回波信号能量，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将波束各个指向的接收环境回波信号能量的平均值作为平均噪声，包括：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据一定的准则和所述干噪比确定副瓣电平，包括：
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述约束条件和所述目标函数建立主瓣增益优化模型，包括：
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用所述波束理想主瓣增益和所述波束期望方向的主瓣增益计算得到波束主瓣增益优化损耗，包括：
9.根据权利要求1所述的方
10.一种基于副瓣抑制的卫星通信抗干扰装置，其特征在于，所述装置包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于副瓣抑制的卫星通信抗干扰方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述波束相关参数计算得到波束理想主瓣增益、波束主瓣离散角度集、波束副瓣离散角度集，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预先计算的扫描波束宽度为
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对需要覆盖的空域进行扫描并以预先计算的扫描波束宽度为间隔对空域进行划分来获取波束各个指向的接收环境回波信号能量，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将波束各个指向的接收环境回波信号能量的平均值作为平均噪声，包括：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：张卫奇，邢灵尔，黄雪琴，李敏，章双全，
申请(专利权)人：辰极智航北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。