一種改進(jìn)的空頻信號(hào)處理方法及處理裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種改進(jìn)的空頻信號(hào)處理方法及裝置；方法包括：對(duì)空頻二維處理器的M個(gè)接收陣元分別積累N段長(zhǎng)度為K的中頻AD采樣信號(hào)，所述中頻AD采樣信號(hào)中包含衛(wèi)星信號(hào)、干擾以及噪聲，分別對(duì)中頻AD采樣信號(hào)進(jìn)行K點(diǎn)快速傅里葉變換得到頻域數(shù)組；根據(jù)頻域數(shù)組，計(jì)算每個(gè)頻點(diǎn)的協(xié)方差矩陣，進(jìn)而求解各頻點(diǎn)的對(duì)角加載值；分別根據(jù)每個(gè)頻點(diǎn)的對(duì)角加載值確定對(duì)角加載線性約束下的該頻點(diǎn)的權(quán)向量；利用各頻點(diǎn)的權(quán)向量對(duì)頻域數(shù)組進(jìn)行空域?yàn)V波處理；對(duì)空域?yàn)V波后的頻域數(shù)據(jù)進(jìn)行K點(diǎn)快速傅里葉逆變換，得到時(shí)域中頻數(shù)據(jù)。本發(fā)明能解決數(shù)據(jù)失配時(shí)的干擾抑制問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】一種改進(jìn)的空頻信號(hào)處理方法及處理裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域，尤其涉及一種改進(jìn)的空頻信號(hào)處理方法及處理裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 衛(wèi)星導(dǎo)航中電磁環(huán)境復(fù)雜，存在模式繁多和統(tǒng)計(jì)特征時(shí)變的人為干擾，尤其是高 功率密度的窄帶和寬帶干擾已經(jīng)成為破壞導(dǎo)航系統(tǒng)最主要的因素之一。迄今為止，自適應(yīng) 波束形成技術(shù)是提高衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)抗干擾能力的主要方法，它在抑制空間干擾時(shí)，通過(guò) 權(quán)矢量的更新在干擾的到達(dá)方向上形成零點(diǎn)，以對(duì)消掉空間干擾。
[0003] 然而，單純的空域?yàn)V波受到陣列自由度個(gè)數(shù)的限制，不能滿足復(fù)雜的干擾以及多 徑環(huán)境下的應(yīng)用，而增加了時(shí)域自由度的空時(shí)域波束形成方法得到的自適應(yīng)權(quán)只能使天線 接收方向圖在干擾信號(hào)的到達(dá)方向（D0A)上形成窄的零陷，并且計(jì)算自適應(yīng)權(quán)的復(fù)雜度大 大提高，導(dǎo)致干擾抑制實(shí)時(shí)性變差。
[0004] 實(shí)際應(yīng)用中，由于天線接收平臺(tái)的振動(dòng)或運(yùn)動(dòng)、干擾位置的快速變化及自適應(yīng)權(quán) 值的更新速度相對(duì)太慢等等原因，干擾的D0A在權(quán)值訓(xùn)練期間會(huì)隨時(shí)間而產(chǎn)生慢變，這就 導(dǎo)致權(quán)值訓(xùn)練的數(shù)據(jù)與權(quán)值應(yīng)用的數(shù)據(jù)之間存在失配現(xiàn)象，干擾很可能移出零陷位置從而 不能被有效地對(duì)消，嚴(yán)重情況下，常規(guī)方法可能完全失效。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，解決由于天線接收平臺(tái)的振動(dòng) 或運(yùn)動(dòng)、干擾位置的快速變化及自適應(yīng)權(quán)值的更新速度相對(duì)太慢等等原因引起的數(shù)據(jù)失配 時(shí)的干擾抑制問(wèn)題。
[0006] 為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種改進(jìn)的空頻信號(hào)處理方法，包括：
[0007] 101、對(duì)空頻二維處理器的Μ個(gè)接收陣元分別積累N段長(zhǎng)度為K的中頻AD采樣信 號(hào)，分別對(duì)所述中頻AD采樣信號(hào)進(jìn)行Κ點(diǎn)快速傅里葉變換得到頻域數(shù)組：
[0008] Χη，Χ12，· · · Χ1Κ ;Χ21，Χ22，· · · Χ2Κ ; · · · ΧΜ1，ΧΜ2，· · · X·;
[0009] 所述頻域數(shù)組中各頻域信號(hào)均是長(zhǎng)度為Ν的序列；
[0010] 102、根據(jù)所述頻域數(shù)組，計(jì)算每個(gè)頻點(diǎn)的協(xié)方差矩陣，其中Xk= [Xlk，X2k，--?XJ T, k = 1, 2,. . . , Κ ；
[0011] 103、分別根據(jù)每個(gè)頻點(diǎn)的所述協(xié)方差矩陣Rk，求解該頻點(diǎn)的對(duì)角加載值Y k ;
[0012] 104、分別根據(jù)每個(gè)頻點(diǎn)的所述對(duì)角加載值γ k確定對(duì)角加載線性約束下的該頻點(diǎn) 的權(quán)向量wk ;
[0013] 105、利用各頻點(diǎn)的所述權(quán)向量wk對(duì)所述頻域數(shù)組進(jìn)行空域?yàn)V波處理；
[0014] 106、對(duì)空域?yàn)V波后的頻域數(shù)據(jù)進(jìn)行K點(diǎn)快速傅里葉逆變換，得到時(shí)域中頻數(shù)據(jù)。
[0015] 可選地，所述步驟103前還包括：
[0016] 通過(guò)求解對(duì)角加載目標(biāo)函數(shù)式,得到對(duì)角加載協(xié)方差矩陣；
[0017] 所述對(duì)角加載目標(biāo)函數(shù)式表示為：
[0018]

【權(quán)利要求】
1. 一種改進(jìn)的空頻信號(hào)處理方法，包括： 101、 對(duì)空頻二維處理器的Μ個(gè)接收陣元分別積累N段長(zhǎng)度為K的中頻AD采樣信號(hào)，分 別對(duì)所述中頻AD采樣信號(hào)進(jìn)行Κ點(diǎn)快速傅里葉變換得到頻域數(shù)組： )Cn，)(12，…Χ1Κ ;乂21，乂22,…Χ2Κ ;…)(Μ1，)(Μ2,…)(厭； 所述頻域數(shù)組中各頻域信號(hào)均是長(zhǎng)度為Ν的序列； 102、 根據(jù)所述頻域數(shù)組，計(jì)算每個(gè)頻點(diǎn)的協(xié)方差矩陣，其中Xk = [Xlk，X2k，…XMk]T，k = 1，2, · · ·，Κ ; 103、 分別根據(jù)每個(gè)頻點(diǎn)的所述協(xié)方差矩陣Rk，求解該頻點(diǎn)的對(duì)角加載值Yk; 104、 分別根據(jù)每個(gè)頻點(diǎn)的所述對(duì)角加載值Yk確定對(duì)角加載線性約束下的該頻點(diǎn)的權(quán) 向量wk ; 105、 利用各頻點(diǎn)的所述權(quán)向量wk對(duì)所述頻域數(shù)組進(jìn)行空域?yàn)V波處理； 106、 對(duì)空域?yàn)V波后的頻域數(shù)據(jù)進(jìn)行K點(diǎn)快速傅里葉逆變換，得到時(shí)域中頻數(shù)據(jù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟103前還包括： 通過(guò)求解對(duì)角加載目標(biāo)函數(shù)式，得到對(duì)角加載協(xié)方差矩陣； 所述對(duì)角加載目標(biāo)函數(shù)式表示為： Min wkHRkwk+rkw kHwk '' Η Λ k = Vl"..，K s.t. a wk = 1 ' a是空間導(dǎo)向矢量； 所得到的所述對(duì)角加載協(xié)方差矩陣為： R' k = Rk+ y ki。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述對(duì)角加載值Yk為： std(diag(Rk)) ^ y k<trace (Rk)/M ； diag代表矩陣的對(duì)角元素，std是標(biāo)準(zhǔn)差；trace代表對(duì)角元素的總和。
4. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述對(duì)角加載線性約束下的權(quán)向量wk為： wk = Rk' = (Rk+ y J 廣1a。
5. 如權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，濾波后得到的輸出信號(hào)為： yk(n) - wiAk (n)+w2kX2k (η)+· · · +%Αι-- (n); 其中，yk(η)為第k個(gè)頻點(diǎn)空域?yàn)V波的輸出，η為時(shí)刻的序號(hào)。
6. -種改進(jìn)的空頻信號(hào)處理裝置，其特征在于，包括： 變換模塊，用于對(duì)空頻二維處理器的Μ個(gè)接收陣元分別積累Ν段長(zhǎng)度為Κ的中頻AD采 樣信號(hào)，分別對(duì)所述中頻AD采樣信號(hào)進(jìn)行Κ點(diǎn)FFT變換得到頻域數(shù)組： )Cn，)(12，…Χ1Κ ;乂21，乂22,…Χ2Κ ;…)(Μ1，)(Μ2,…)(厭； 所述頻域數(shù)組中各頻域信號(hào)均是長(zhǎng)度為Ν的序列； 矩陣計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述頻域數(shù)組，計(jì)算每個(gè)頻點(diǎn)的協(xié)方差矩陣，其中Xk = [Xlk，X2k，…XMk]T, k = 1，2, · · ·，K ; 對(duì)角加載值計(jì)算模塊，用于分別根據(jù)每個(gè)頻點(diǎn)的所述協(xié)方差矩陣，動(dòng)態(tài)求解該頻點(diǎn)的 對(duì)角加載值Yk ; 權(quán)向量確定模塊，用于分別根據(jù)每個(gè)頻點(diǎn)的所述對(duì)角加載值Yk確定對(duì)角加載線性約 束下該頻點(diǎn)的權(quán)向量Wk ; 空域?yàn)V波模塊，用于利用各頻點(diǎn)的所述權(quán)向量Wk對(duì)所述頻域數(shù)組進(jìn)行空域?yàn)V波處理； 逆變換單元，用于對(duì)空域?yàn)V波后的頻域數(shù)據(jù)進(jìn)行K點(diǎn)快速傅里葉逆變換，得到時(shí)域中 頻數(shù)據(jù)。
7. 如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于： 所述對(duì)角加載值計(jì)算模塊還用于通過(guò)求解對(duì)角加載目標(biāo)函數(shù)式，得到對(duì)角加載協(xié)方差 矩陣；所述對(duì)角加載目標(biāo)函數(shù)式表示為： Min wkHRkwk+rkw kHwk π Λ k 二 \，2,…,Κ s.t. aHwk =1 ，'， a是空間導(dǎo)向矢量； 所得到的所述對(duì)角加載協(xié)方差矩陣為： R' k = Rk+ y ki。
8. 如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述對(duì)角加載值Yk為： std(diag(Rk)) ^ y k<trace (Rk)/M ； diag代表矩陣的對(duì)角元素，std是標(biāo)準(zhǔn)差；trace代表對(duì)角元素的總和。
9. 如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述對(duì)角加載線性約束下的權(quán)向量wk為： wk = Rk' = (Rk+ y J 廣1a。
10. 如權(quán)利要求6?9中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，濾波后得到的輸出信號(hào)為： yk(n) - wiAk (n)+w2kX2k (η)+· · · +%Αι-- (n); 其中，yk(η)為第k個(gè)頻點(diǎn)空域?yàn)V波的輸出，η為時(shí)刻的序號(hào)。
【文檔編號(hào)】G01S19/21GK104280745SQ201410588526
【公開(kāi)日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請(qǐng)人:北京北斗星通導(dǎo)航技術(shù)股份有限公司