[发明专利]一种基于非周期多级阵列的EHF卫星抗干扰方法

说明书

本发明涉及一种基于非周期多级阵列的EHF卫星抗干扰方法，包括：基于阵列天线接收卫星信号，得到多级阵列卫星信号，将所述多级阵列卫星划分为N个子阵，得到一级子阵和二级子阵，所述一级子阵由M个阵元组成，然后以所述N个子阵为阵元构成所述二级子阵；计算所述二级子阵的非周期分布结果，确定子阵中心位置坐标，并根据配置输入的参数执行进化算法，寻找最优的子阵非周期分布结果。本发明中的非周期多级阵列提升波束分辨率，同时抑制栅瓣产生，有效解决了卫星通信面临的上行干扰问题。

技术领域

本发明涉及卫星抗干扰技术领域，特别是涉及一种基于非周期多级阵列的EHF卫星抗干扰方法。

背景技术

极高频(EHF)波段卫星通信系统具有频率高、频带宽、波束窄等特点，其作为未来卫星通信的发展方向受到各国的重视。在卫星系统规划中，抗干扰能力是一项重要的设计指标，尤其是在复杂或对抗的场景中。针对卫星通信系统的干扰可以分为上行干扰和下行干扰，上行干扰主要针对卫星，下行干扰主要针对终端。

卫星通信中常采用扩频、跳频等技术来抑制干扰，但是对于宽带或跟踪式干扰，扩频、跳频系统的信噪比仍然会受到明显的影响。基于阵列天线的自适应调零是一种有效的抗干扰方法，它可以从空域滤除多种类型的干扰。但是在EHF频段，卫星端采用自适应调零技术需要充分考虑干扰场景及阵列参数。

干扰场景分析：首先根据卫星所处的地球同步轨道高度和地球半径可以计算，卫星覆盖整个地球的波束的角度约为

由此可以得出，地面干扰信号和上行信号到达卫星的方向夹角一定在该范围内。另一方面，为了保证卫星波束覆盖区域的精确控制以及信号增益，卫星一般采用点波束技术。在EHF频段，卫星波束相对更窄，设计指标一般要求为2°左右。当干扰源处于或靠近波束覆盖范围时才可能对卫星造成干扰，因此干扰信号和上行信号到达卫星端的方向会十分靠近，这将导致常规自适应调零在抑制干扰的同时对上行信号也将造成明显衰减。

发明内容

本发明提出一种基于非周期多级阵列的EHF卫星抗干扰方法，通过并行差分进化，更快地计算出较优地子阵非周期分布结果，然后计算每级阵列对应的权矢量，保证点波束和抗干扰处理的分辨率，避免干扰信号与上行信号到达方向靠近时造成信噪比严重损失。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于非周期多级阵列的EHF卫星抗干扰方法，包括：

基于阵列天线接收卫星信号，得到多级阵列卫星信号，将所述多级阵列卫星划分为N个子阵，得到一级子阵和二级子阵，所述一级子阵由M个阵元组成，然后以所述N个子阵为阵元构成所述二级子阵；

计算所述二级子阵的非周期分布结果，确定子阵中心位置坐标，并根据配置输入的参数执行进化算法，寻找最优的子阵非周期分布结果。

优选地，在得到所述多级阵列卫星信号后首先进行预处理操作，所述预处理操作的过程包括：对接收到的卫星信号进行变频处理，完成对所述卫星信号的采样，得到预处理后的卫星信号。

优选地，将所述预处理后的卫星信号划分为所述N个子阵，得到所述一级子阵和二级子阵，计算两级阵列的权矢量，并进行加权处理，用于滤除所述卫星信号中的干扰。

优选地，所述一级子阵对应的权矢量为点波束的方向矢量，通过加权处理后建立波束；所述二级子阵的权矢量基于线性约束最小方差准则得到，用于抑制干扰，同时维持点波束方向的增益。

优选地，所述执行进化算法的过程包括：

基于所述配置输入的参数执行并行差分进化算法，通过并行运算加速，寻找最优的子阵非周期分布结果，确定所述N个子阵的偏移量，得到最终阵列方向图的期望目标值。