一種陣列天線抗干擾的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請?jiān)O(shè)及陣列信號處理技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種陣列天線抗干擾的方法及裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 無線通信技術(shù)在現(xiàn)代通訊領(lǐng)域中發(fā)揮越來越重要的作用，但由于無線信號極其微 弱，容易受到各種自然或人為的干擾而無法使用，因此，需要引入干擾抑制技術(shù)來提高無線 通信系統(tǒng)的抗干擾能力。鑒于當(dāng)干擾和有用信號頻率相同時(shí)，時(shí)域和頻域抗干擾技術(shù)在對 干擾抑制的同時(shí)，也會抑制有用信號，所W可W根據(jù)干擾和有用信號的空間來向不同，在空 域?qū)Ω蓴_進(jìn)行抑制，保證有用信號正常接收，因此陣列天線抗干擾技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003] 任何陣列天線自適應(yīng)處理算法，濾波權(quán)值都是基于某種最優(yōu)準(zhǔn)則計(jì)算出來的，常 用的最優(yōu)準(zhǔn)則包括最大信干噪比準(zhǔn)則、最小均方誤差準(zhǔn)則和最小噪聲方差準(zhǔn)則。通常由于 無法分離衛(wèi)星信號、干擾和噪聲，最大信干噪比準(zhǔn)則在實(shí)際中不太適用，用得最多的是最小 噪聲方差準(zhǔn)則。
[0004] 文獻(xiàn)"衛(wèi)星導(dǎo)航自適應(yīng)調(diào)零天線抗干擾算法研究"中提到的功率倒置算法就是基 于最小噪聲方差準(zhǔn)則(也稱為線性約束最小方差準(zhǔn)則）的抗干擾算法，因不需要知道有用信 號和干擾信號的相關(guān)信息就能夠有效抑制干擾而獲得了廣泛的應(yīng)用。通常功率倒置算法中 雖然針對不同的天線陣形，參考陣元的選取不同，例如對于均勻線陣，有的選最邊上的陣元 為參考陣元，有的選中間的陣元為參考陣元;對均勻圓陣，一般固定圓周上某個(gè)陣元為參考 陣元。參考陣元的選取反應(yīng)到約束導(dǎo)向矢量上，表現(xiàn)為約束導(dǎo)向矢量S中1的位置不同，但是 不論選取哪個(gè)陣元為參考陣元，目前的方法都是參考陣元是固定的。然而在實(shí)際應(yīng)用過程 中，運(yùn)種參考陣元固定的情況會導(dǎo)致部分干擾來向抗干擾效果減弱的問題。
[0005] 應(yīng)該注意，上面對技術(shù)背景的介紹只是為了方便對本申請的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、 完整的說明，并方便本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解而闡述的。不能僅僅因?yàn)檫\(yùn)些方案在本申請的
【背景技術(shù)】部分進(jìn)行了闡述而認(rèn)為上述技術(shù)方案為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本申請實(shí)施例的目的在于提供一種陣列天線抗干擾的方法及裝置，W解決目前陣 列天線抗干擾技術(shù)存在的部分角度抗干擾效果減弱的問題。
[0007] 本申請實(shí)施例提供的一種陣列天線抗干擾的方法及裝置是運(yùn)樣實(shí)現(xiàn)的：
[000引一種陣列天線抗干擾的方法，包括：
[0009] 接收經(jīng)過數(shù)字正交插值處理后的N個(gè)射頻通道對應(yīng)的N組數(shù)字復(fù)信號，所述N為大 于1的整數(shù)；
[0010] 生成與所述N組數(shù)字復(fù)信號對應(yīng)的互相關(guān)系數(shù)矩陣；
[0011] 利用所述互相關(guān)系數(shù)矩陣，計(jì)算與預(yù)設(shè)的自適應(yīng)選取條件相符的約束導(dǎo)向矢量；
[0012] 在所述約束導(dǎo)向矢量的基礎(chǔ)上，結(jié)合預(yù)設(shè)的最優(yōu)準(zhǔn)則，確定抗干擾權(quán)值。
[0013] -種陣列天線抗干擾的裝置，所述裝置包括通道互相關(guān)系數(shù)計(jì)算單元，參考陣元 自適應(yīng)選取單元W及杭干擾權(quán)值計(jì)算單元，其中，
[0014] 所述互相關(guān)系數(shù)計(jì)算單元用于接收經(jīng)過數(shù)字正交插值處理后的N個(gè)射頻通道對應(yīng) 的N組數(shù)字復(fù)信號，所述N為大于1的整數(shù)并且生成與所述N組數(shù)字復(fù)信號對應(yīng)的互相關(guān)系數(shù) 矩陣；
[0015] 所述參考陣元自適應(yīng)選取單元用于利用所述互相關(guān)系數(shù)矩陣，計(jì)算與預(yù)設(shè)的自適 應(yīng)選取條件相符的約束導(dǎo)向矢量；
[0016] 所述杭干擾權(quán)值計(jì)算單元用于在所述約束導(dǎo)向矢量的基礎(chǔ)上，結(jié)合預(yù)設(shè)的最優(yōu)準(zhǔn) 貝1J，確定抗干擾權(quán)值。
[0017] 本申請實(shí)施例提供的一種陣列天線抗干擾的方法及裝置，通過對N個(gè)射頻通道對 應(yīng)的N組數(shù)字復(fù)信號進(jìn)行自適應(yīng)選取計(jì)算，可W解決目前陣列天線抗干擾技術(shù)存在的部分 角度抗干擾效果減弱的問題;本發(fā)明的整個(gè)過程可W集成在FPGA中實(shí)現(xiàn)，有利于裝置的小 型化設(shè)計(jì);本發(fā)明方法適用于導(dǎo)航、通信、雷達(dá)、聲響等領(lǐng)域的陣列天線抗干擾設(shè)備，具有較 強(qiáng)的實(shí)用性。
[0018] 參照后文的說明和附圖，詳細(xì)公開了本申請的特定實(shí)施方式，指明了本申請的原 理可W被采用的方式。應(yīng)該理解，本申請的實(shí)施方式在范圍上并不因而受到限制。在所附權(quán) 利要求的精神和條款的范圍內(nèi)，本申請的實(shí)施方式包括許多改變、修改和等同。
[0019] 針對一種實(shí)施方式描述和/或示出的特征可相同或類似的方式在一個(gè)或更多 個(gè)其它實(shí)施方式中使用，與其它實(shí)施方式中的特征相組合，或替代其它實(shí)施方式中的特征。
[0020] 應(yīng)該強(qiáng)調(diào)，術(shù)語"包括/包含"在本文使用時(shí)指特征、整件、步驟或組件的存在，但并 不排除一個(gè)或更多個(gè)其它特征、整件、步驟或組件的存在或附加。
【附圖說明】
[0021] 所包括的附圖用來提供對本申請實(shí)施例的進(jìn)一步的理解，其構(gòu)成了說明書的一部 分，用于例示本申請的實(shí)施方式，并與文字描述一起來闡釋本申請的原理。顯而易見地，下 面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng) 造性勞動性的前提下，還可W根據(jù)運(yùn)些附圖獲得其他的附圖。在附圖中：
[0022] 圖1為本申請實(shí)施例提供的一種陣列天線抗干擾的方法流程圖；
[0023] 圖2為本申請實(shí)施例提供的一種陣列天線抗干擾的裝置的功能模塊圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請實(shí) 施例中的附圖，對本申請實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施 例僅僅是本申請一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本申請中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請保護(hù) 的范圍。
[0025] 圖1為本申請實(shí)施例提供的一種陣列天線抗干擾的方法流程圖。雖然下文描述流 程包括W特定順序出現(xiàn)的多個(gè)操作，但是應(yīng)該清楚了解，運(yùn)些過程可W包括更多或更少的 操作，運(yùn)些操作可W順序執(zhí)行或并行執(zhí)行（例如使用并行處理器或多線程環(huán)境）。如圖1所 示，所述方法可w包括：
[00%] S1:接收經(jīng)過數(shù)字正交插值處理后的N個(gè)射頻通道對應(yīng)的N組數(shù)字復(fù)信號，所述N為 大于1的整數(shù)。
[0027]在本申請實(shí)施例中，陣列天線接收到的陣列信號可W通過N個(gè)射頻通道輸入到數(shù) 字正交插值單元中，經(jīng)過數(shù)字正交插值處理后，便可W生成N組數(shù)字復(fù)信號，運(yùn)N組數(shù)字復(fù)信 號與所述N個(gè)射頻通道一一對應(yīng)。在本申請實(shí)施例中，可W接收所述N組數(shù)字復(fù)信號，留待后 續(xù)處理。
[00%] S2:生成與所述N組數(shù)字復(fù)信號對應(yīng)的互相關(guān)系數(shù)矩陣。
[0029] 在接收了所述N組數(shù)字復(fù)信號后，本申請實(shí)施例可W進(jìn)一步地生成與所述N組數(shù)字 復(fù)信號對應(yīng)的互相關(guān)系數(shù)矩陣。具體地，步驟S2可W通過下述子步驟來實(shí)現(xiàn)：
[0030] S21:計(jì)算所述N組數(shù)字復(fù)信號中每一組數(shù)字復(fù)信號與其它各組數(shù)字復(fù)信號之間的 互相關(guān)系數(shù)。
[0031] 由于每個(gè)射頻通道均對應(yīng)著一組數(shù)字復(fù)信號，本申請實(shí)施例可W計(jì)算不同射頻通 道對應(yīng)的數(shù)字復(fù)信號之間的互相關(guān)系數(shù)，具體如下式所示：
[0035] 其中，m不等于n，xm表示第m個(gè)射頻通道對應(yīng)的數(shù)字復(fù)信號，孔表示第η個(gè)射頻通道 對應(yīng)的數(shù)字復(fù)信號，Pm表示第m個(gè)射頻通道對應(yīng)的數(shù)字復(fù)信號的信號功率，Ρη表示第η個(gè)射頻 通道對應(yīng)的數(shù)字復(fù)信號的信號功率，Pmn表示第m個(gè)射頻通道對應(yīng)的數(shù)字復(fù)信號和第η個(gè)射頻 通道對應(yīng)的數(shù)字復(fù)信號之間的互相關(guān)系數(shù)。
[0036] S22:利用所述Ν組數(shù)字復(fù)信號中每一組數(shù)字復(fù)信號對應(yīng)的互相關(guān)系數(shù)構(gòu)成與所述 腺且數(shù)字復(fù)信號對應(yīng)的互相關(guān)系數(shù)矩陣。
[0037] 在計(jì)算出每組數(shù)字復(fù)信號對應(yīng)的互相關(guān)系數(shù)后，可W利用運(yùn)些計(jì)算出的互相關(guān)系 數(shù)構(gòu)成與所述Ν組數(shù)字復(fù)信號對應(yīng)的互相關(guān)系數(shù)矩陣。具體地，射頻通道1對應(yīng)的互相關(guān)系 數(shù)可W為[Ρ12 ,Ρ13 ,…，化Μ]Τ，射步頁通道2對應(yīng)的互相關(guān)系數(shù)可W為[Ρ21 ,Ρ23 ,…，化Μ]Τ，W此類 推，那么將運(yùn)些互相關(guān)系數(shù)構(gòu)成互相關(guān)系數(shù)矩陣則可W為：
[00；3 引
[0039] 運(yùn)樣，便可W生成與所述Ν組數(shù)字復(fù)信號對應(yīng)的互相關(guān)系數(shù)矩陣。
[0040] S3:利用所述互相關(guān)系數(shù)矩陣，計(jì)算與預(yù)設(shè)的自適應(yīng)選取條件相符的約束導(dǎo)向矢 量。
[0041] 在本申請實(shí)施例中，計(jì)算出所述互相關(guān)系數(shù)矩陣后，便可W利用所述互相關(guān)系數(shù) 矩陣，計(jì)算與預(yù)設(shè)的自適應(yīng)選取條件相符的約束導(dǎo)向矢量。所述的預(yù)設(shè)的自適應(yīng)選取條件 可w作為約束導(dǎo)向矢量的最優(yōu)準(zhǔn)則。例如，在本申請實(shí)施例中，該預(yù)設(shè)的自適應(yīng)選取條件可 W為平均互相關(guān)系數(shù)為最大值。也就是說，根據(jù)平均互相關(guān)系數(shù)為最大值運(yùn)樣的約束條件， 可W計(jì)算相對應(yīng)的約束導(dǎo)向矢量。具體地，所述利用所述互相關(guān)系數(shù)矩陣，計(jì)算與預(yù)設(shè)的自 適應(yīng)選取條件相符的約束導(dǎo)向矢量具體包括：
[0042] S31:計(jì)算所述腺且數(shù)字復(fù)信號中每一組數(shù)字復(fù)信號對應(yīng)的互相關(guān)系數(shù)的平均值。
[0043] 由步驟S2可知，每組數(shù)字復(fù)信號或者每個(gè)射頻通道均對應(yīng)著一系列的互相關(guān)系 數(shù)，根據(jù)預(yù)設(shè)的自適應(yīng)選取條件，需要計(jì)算出每個(gè)射頻通道對應(yīng)的互相關(guān)系數(shù)平均值。具體 地，可W按照下述公式計(jì)算所述N組數(shù)字復(fù)信號中每一組數(shù)字復(fù)信號對應(yīng)的互相關(guān)系數(shù)的 平均值：
[0044]
[0045] 其中，Pm表示第m組數(shù)字復(fù)信號對應(yīng)的互相關(guān)系數(shù)的平均值，Pmk表示第m組數(shù)字復(fù) 信號對應(yīng)的互相關(guān)系數(shù)。
[0046] 運(yùn)樣，每個(gè)射頻通道或者每組數(shù)字復(fù)信號均可W對應(yīng)著一個(gè)互相關(guān)系數(shù)的平均 值。
[0047] S32:確定所述互相關(guān)系數(shù)的平均值最大的射頻通道的標(biāo)識。
[004引在計(jì)算出的N個(gè)互相關(guān)系數(shù)平均值中，可W確定出平均值的最大值，運(yùn)樣同時(shí)便可 W確定出所述互相關(guān)系數(shù)的平均值最大的射頻通道。在本申請實(shí)施例中，可W為確定出的 射頻通道分配一個(gè)標(biāo)識，W留待后續(xù)生成約束導(dǎo)向矢量。具體地，所述確定出的射頻通道的 標(biāo)識可W根據(jù)該射頻通道在N個(gè)射頻通道中的順序來進(jìn)行分配。例如，N個(gè)射頻通道中的第k 個(gè)射頻通道對應(yīng)的互相關(guān)系數(shù)平均值為最大值，那么便可W為該射頻通道分配標(biāo)識k。
[0049] S33:根據(jù)確定的所述射頻通道的標(biāo)識，生成約束導(dǎo)向矢量。
[0050] 根據(jù)確定的所述射頻通道的標(biāo)識，例如步驟S32中的k，那么便可W生成約束導(dǎo)向 矢量。具體地，可W預(yù)先設(shè)置一個(gè)內(nèi)部值都為0的N維向量，由于互相關(guān)系數(shù)平均值最大的射 頻通道的標(biāo)識為k，那么便可W將該N維向量中第k