[发明专利]空域抗干扰赋形方法

说明书

本发明公开了空域抗干扰赋形装置，其干扰赋形步骤如下：步骤一，通过多天线ADC采样信号输出从多天线系统中获取通信目标的波速方向；步骤二，计算出有用信号的来波方向的方向向量a(0)；步骤三，以天线阵元的采样信号生成协方差矩阵置；步骤四，采用高斯消元法求逆，构造；步骤五，将传统波束赋形算法和波束赋形和空域滤波算法进行对比此空域抗干扰赋形装置，以区别于现有技术，使得天线阵列的波束在期望信号方向t形成主瓣，在干扰信号方向上产生零陷，达到抑制干扰来波的目的，在天线端对干扰信号进行压制，提升接收信干比，基于多天线抗干扰评估的功率准则，提升多天线抗干扰性能，并且不需要获得先验的干扰信号来波，算法简单易行，效果良好。

技术领域

本发明涉赋形抗干扰技术领域，具体为空域抗干扰赋形方法。

背景技术

近几十年来，以扩频通信技术和认知无线电技术为基础的通信抗干扰技术得到了一定的发展，扩频通信技术基于信道带宽和信噪比可以相互转换的原理，通过增加信道带宽以确保在较低信噪比的条件下系统通信容量保持不变；认知无线电技术则是通过频谱感知并利用“空穴”进行通信以达到“躲避”干扰信号的目的，为防止信号干扰，现有人员研究出了多种抗干扰方法，以下是一种现有技术的多天线系统抗干扰方法，具体如下：

LMS算法利用阵列输出和参考信号误差的均方构造代价函数，用最陡下降法实现代价函数最小化，阵列的输出可表示为：

y(t)＝W^HX(t)

设误差为e(t)，期望输出为d(t)，均方误差为δ，得到：

e(t)＝d(t)-y(t)

均方误差表达式为：

δ＝E[|e(t)|²]＝W^HR_XW+E[|d(t)|²]-2Re[W^Hr_Xd]

其中Re表示取实部，R_X＝E[X(t)X^H(t)]表示输入信号自相关，令δ对W的梯度为0，采用最陡下降法进行求解，利用瞬时梯度估计值代替均值估计梯度向量，得到LMS算法的递推公式。

阵列权矢量的更新迭代关系表达式为：

y(n)＝W(n)^HX(n)

e(n)＝d(n)-y(n)

W(n+1)＝W(n)+2μe^*(n)X(n)

一般取以保证算法收敛，其中是协方差矩阵R_X的最大特征值。

均匀平面天线阵列模型如说明书附图1所示，均匀平面阵列指的是M×N个天线阵元等间距的排列成一个正方形或者矩形。

说明书附图3中，天线位于XOY平面，阵元之间等间隔分布成矩形，阵列一角的阵元位于原点O，在Y轴上阵元个数为M，在X轴上阵元个数为N，阵元间距为d，阵元的坐标为(x_n，y_m)，信号入射方向与Z轴的夹角为入射方向在XOY平面的投影与X轴之间的夹角为θ，选取原点为参考点，信号到达各个阵元与原点的时延差为

式中：c为光速。

相位差为

式中：f₀为入射信号频率，λ₀为入射信号波长。

则阵列在t时刻M×N个阵元接收到的信号矢量为