兼容多种阵列天线的抗干扰处理方法和空域滤波器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于卫星导航信号处理技术领域，特别是涉及一种兼容多种阵列天线的抗 干扰处理方法和以及实现所述抗干扰处理方法的空域滤波器。
【背景技术】
[0002] 目前全球卫星导航定位系统(GNSS)主要有中国北斗定位系统(BD2)、美国全球定 位系统(GPS)、俄罗斯全球卫星导航系统(GLONASS)和欧洲伽利略卫星定位(Galileo)系统。 它们的主要工作是为军事和民用提供定位、测速、授时、导航等业务。卫星导航在社会生产 生活和军事领域起到了越来越重要的作用，从民用日常定位到军用精确制导，都离不开卫 星导航。但由于种种原因，卫星信号落地功率一般非常微弱，很容易受到外界信号干扰，包 括窄带干扰、宽带干扰和相干干扰等，因此卫星导航接收设备的抗干扰性能是其关键指标 之一。若卫星导航接收设备的抗干扰能力不够，可能导致接收设备在复杂电磁环境下不能 正常工作。目前，自适应调零天线技术是提高卫星导航系统抗干扰能力的一种主要方法，采 用阵列天线和自适应波束形成算法结合，来消除压制性干扰信号，还原出可用的卫星导航 信号，从而提高卫星导航接收机抵抗复杂电磁干扰的能力。由于尺寸、功耗的原因，在实际 应用中，存在各种阵列天线，常用的是单模阵列天线和双模阵列天线。现有技术中，对于单 模阵列天线和双模阵列天线的信号的抗干扰处理需要采用各自的抗干扰处理模块和方法。
【发明内容】
[0003] 本发明针对现有技术存在的不足，提出一种兼容多种阵列天线的抗干扰处理方法 以及实现所述抗干扰处理方法的空域滤波器，将抗干扰处理的空域滤波器分解成多个子空 域滤波器，来达到兼容多种阵列天线的目的，减少硬件逻辑资源的使用。
[0004] 本发明的技术方案是：
[0005] 1.-种兼容多种阵列天线的抗干扰处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0006] 1)对多路AD采样输出的中频信号分别进行N点FFT变换，得到各路频域数据，其中N 大于〇的常数；
[0007] 2)FFT变换之后，对各路频域数据分别进行带通滤波；
[0008] 3)根据兼容的阵列天线的种类，若兼容W种阵列天线，则将各路带通滤波后的数据 分成W组频域数组，分别进行空域滤波；
[0009 ] 4)对空域滤波后的频域数据进行N点IFFT变换，输出经过抗干扰处理的时域中频 数据。
[001 0] 2.所述步骤2)中，所述带通滤波包含:每路相邻频域数据频谱间隔为2VN;并根据 信号中频值和带宽，计算带外数据位置，进行置〇操作，去除带外干扰。
[0011] 3.所述步骤3)中，所述兼容的阵列天线包括单模阵列天线和双模阵列天线，根据 阵列天线结构，将各路带通滤波后的数据分成Ml个和M2个数据，组成两个频域数组，分别进 行空域滤波。
[0012] 4.对于包含阵元数为Μ的一个阵列天线的单模阵列天线，所述空域滤波是除主路 外把剩余Μ-1路分成两个Ml和M2阵元，分别空域滤波，然后两个空域滤波的输出相加，得到Μ 阵元的空域滤波输出；对于包含阵元数分别为Ml和M2的两个阵列天线的双模阵列天线，所 述空域滤波是分解成2个子空域滤波，分别选取各自的主路，除各自的主路外分别空域滤 波，得到两个子空域滤波的输出，分别为Ml和M2的两个阵列天线的空域滤波输出；其中，M = M1+M2-1。
[0013] 5. -种实现兼容多种阵列天线抗干扰处理方法的空域滤波器，其特征在于，包括W 个子空域滤波器，所述W个子空域滤波器分别包括频域数组接收模块、权系数更新模块、滤 波模块以及选通器模块，所述W个频域数组接收模块分别接收经带通滤波后分成的W组频域 数据，经各自的滤波模块分别进行空域滤波，然后经选通器选通，其输出信号去进行IFFT变 换;所述权系数更新模块用于分别将更新的权系数输入滤波模块。
[0014] 6.所述子空域滤波器包括两个子空域滤波器，所述第一子空域滤波器包括第一频 域数组接收模块、第一权系数更新模块、第一滤波模块、第一选通器，所述第二子空域滤波 器包括第二频域数组接收模块、第二权系数更新模块、第二滤波模块、第二选通器;所述第 一频域数组接收模块、第二频域数组接收模块分别接收经带通滤波后分成的两组频域数 据，当支持包含阵元数分别为Ml和M2的两个阵列天线的双模阵列天线时，各选取其中一路 为主路信号，其余各路信号分别输入第一滤波模块、第二滤波模块，所述第一滤波模块、第 二滤波模块的输出信号分别被各自的主路信号相减后经第一选通器、第二选通器输入第一 权系数更新模块、第二权系数更新模块;当支持包含阵元数为Μ的一个阵列天线的单模阵列 天线时，选取其中一路为主路信号，其余各路信号分别输入第一滤波模块、第二滤波模块， 所述第一滤波模块、第二滤波模块的输出信号相加后再被所述主路信号相减，然后分别经 第一选通器、第二选通器输入第一权系数更新模块、第二权系数更新模块;所述第一权系数 更新模块、第二权系数更新模块分别将更新的权系数输入第一滤波模块、第二滤波模块;经 所述第一选通器、第二选通器选通的输出信号去进行IFFT变换。
[0015] 7.所述空域滤波器的输出为：
[0018] Yn(k)=Yln(k)+Y2n(k)；
[0019] 其中，Yln(k)和Yln(k)分别为两个子空域滤波器的输出，支持双模阵列天线，两个 阵列天线的最大阵元数分别为Ml和M2;Y n(k)为支持单模阵列天线的空域滤波器输出，单模 阵列天线的最大阵元数为M1+M1-1，1 < η < N，k为时间参数。
[0020] 8.所述空域滤波器的误差为：
[0021] eln(k) = dln(k)-Yln(k);
[0022] e2n(k) = d2n(k)-Y2n(k)；
[0023] en(k) = dn(k)-Yn(k)；
[0024] 其中，eln(k)和e2n(k)分别为两个子空域滤波器误差，支持双模阵列天线，en(k)为 支持单模阵列天线的空域滤波器误差，单模时，主路信号为d n(k) = dln(k)。
[0025] 9.所述空域滤波器的权系数更新：
[0026] ffln(k+l)=ffln(k)+2*y*eln(k)*Xln(k)*；
[0027] W2n(k+l)=ff2n(k)+2*y*e2n(k)*X2n(k)*；
[0028] 其中，Xln(kf 和 X2n(kf 为 Xln(k)和 X2n(k)的转置，Wln(k+1)和 W2n(k+1)分别为两个 子空域滤波器k+1时刻的权系数，支持双模阵列天线；[Wln(k+l)W2 n(k+l)]为支持单模阵列 天线的k+Ι时刻的权系数，单模时，eln(k) = e2n(k) = e(k)n。
[0029] 10.所述空域滤波器采用最小均方算法(LMS)，采用瞬时平方误差代替均方误差， 以当前输出误差、当前参考信号和当前权系数求得下个时刻的权系数。
[0030] 本发明的技术效果：
[0031] 本发明提出的一种兼容多种阵列天线的抗干扰处理方法以及实现所述抗干扰处 理方法的空域滤波器，将抗干扰处理的空域滤波器分解成多个子空域滤波器，来达到兼容 多种阵列天线的目的，减少硬件逻辑资源的使用。
[0032] 运用本发明给出的方法，可以通过若干个子空域滤波器实现兼容多种阵列天线的 抗干扰，减少了硬件逻辑资源。例如，可以通过2个子空域滤波器实现兼容单模（1个阵列天 线)抗干扰和双模(2个阵列天线)抗干扰。应用中，单模(1个阵列天线，阵元数M)的空域滤波 器变换原理是除主路外把剩余M-1路分成两个Ml