[发明专利]一种高性能的抗干扰方法及装置

说明书

本发明公开了一种高性能的抗干扰方法及装置，该方法包括：接收天线阵元信号，并进行预处理，得到带有相位和幅度信息的空域信号；根据接收的M个天线阵元空域信号，将每个天线阵元空域信号进行时域延迟，且每个天线阵元形成P个节点，从而把M个天线阵元空域信号转化为空时信号X；根据空时信号生成采样数据协方差矩阵R_XX；采用改进的协方差矩阵求逆算法对采样数据协方差矩阵R_XX进行求逆运算，得到根据约束信息a(θ₀)和协方差矩阵的逆计算权值；根据权值信息和信号进行滤波处理，最终输出抗干扰之后的滤波输出信号Y。本发明采用基于FPGA的硬件实现方式，采用浮点的实现方式做到计算高精度，计算时间及资源上做到灵活配置，使得工程应用高效合理。

技术领域

本发明涉及卫星导航抗干扰技术领域，尤其涉及一种高性能的抗干扰方法及装置。

背景技术

在卫星导航抗干扰领域，针对压制式干扰，采用阵列天线进行自适应调零，该技术具有很好的干扰抑制效果。在工程中由于体积、成本及阵列天线的个数等因素受限，利用单纯的空域调零技术无法满足复杂环境的作战要求，因为空域调零技术的自由度与其天线个数有关，从而能够抑制的干扰数目也受到了天线个数的限制。面临日益复杂的干扰环境，通常联合利用时域和空域的自由度来提高干扰抑制个数和抗干扰抑制能力，即空时联和抗干扰技术。随着时域阶数的增加，其算法实现复杂度越来越高，因此就其算法实现成为了关注的焦点，通常利用LMS迭代算法来简化工程实现复杂度，是目前常用的一种方法。但是LMS其固有的缺点，首先是权值计算精度较差，无法逼近真实的解，从而影响该技术的抗干扰性能，其次算法收敛速度慢，且受干扰样式和个数的影响，没有稳定的收敛时间，从而导致在动态场景下其抗干扰性能下降。

为了达到空时联合抗干扰技术的最佳性能，采用矩阵求逆获得权值的处理方式是最佳。该方法的优点是权值计算精度高，逼近真实解，其次收敛速度稳定，不受干扰样式和个数的影响。但是矩阵求逆在硬件的实现中其计算时间会随着时域阶数的增加而导致实时性很差，从而直接影响抗干扰技术的性能，无法满足工程应用的需要，失去其应用价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是目前常用的空时联合抗干扰技术的干扰抑制性能差、精度不高问题，尤其在涉及的矩阵求逆硬件的实现方式是基于DSP硬件平台的实现方式，但是该方式其计算速度较慢，特别是随着时域阶数的增加，其矩阵维数越来越大，很难满足实时性要求从而影响其抗干扰性能，导致其基于DSP硬件平台的实现方式工程应用受限。

本发明提供了解决上述问题的一种高性能的抗干扰方法及装置，本发明为了突破基于硬件的大型矩阵求逆算法的问题，方案采用基于FPGA的硬件实现方式，在计算精度上采用浮点的实现方式做到计算高精度，计算时间及资源上做到灵活配置，使得工程应用高效合理。

本发明通过下述技术方案实现：

一种高性能的抗干扰方法，包括以下步骤：

S1：接收天线阵元信号，并进行预处理，得到带有相位和幅度信息的IQ空域信号；

S2：根据步骤S1接收的M个天线阵元空域信号，将每个天线阵元空域信号进行时域延迟，且每个天线阵元形成P个节点，从而把M个天线阵元空域信号转化为空时信号X＝[x₁₁x₁₂ … x_MP]′，其中′表示转秩运算；

S3：根据步骤S2生成的空时信号生成采样数据协方差矩阵R_XX，并进行采样数据协方差矩阵R_XX的计算；

S4：根据步骤S3获得的采样数据协方差矩阵R_XX，采用改进的协方差矩阵求逆算法对采样数据协方差矩阵R_XX进行求逆运算，得到

S5：根据约束信息a(θ₀)和协方差矩阵的逆计算权值，计算公式如下：