[发明专利]融合二次雷达信息的民航甚高频地空通信抗干扰方法

说明书

本发明涉及民航通信技术领域，公开了一种融合二次雷达信息的民航甚高频地空通信抗干扰方法，包括：利用DOA技术预估移动目标的首次的当前位置信息；基于移动目标的当前位置信息，结合二次雷达提供的移动目标的航向、速度实时计算移动目标的下一时刻的目标位置信息，以二次雷达为原点建立第一极坐标系，将移动目标在第一极坐标系中的第一极坐标转换为在阵列天线坐标系下的第二极坐标；将同一时刻的目标位置信息和实时位置信息进行融合，得到移动目标的最终位置信息；将最终位置信息结合自适应波束成形技术，达到移动目标信号增强和抗干扰的目的。本发明大幅提高了民航甚高频地空通信抗干扰过程中移动目标位置估计的实时性和精度。

技术领域

本发明涉及民航通信技术领域，具体涉及一种融合二次雷达信息的民航甚高频地空通信抗干扰方法。

背景技术

民航甚高频地空通信是民航甚高频地面塔台和飞机之间重要的通信手段。民航甚高频地空通信系统以地面台站为中心，覆盖一定区域，若采用全向天线，使系统通信覆盖任意方向，接收信号时无选择的接收覆盖空间所有信号，会包括目标信号和干扰信号，且信号强度分散，发射信号时会全向辐射，目标方向辐射效率不高，且会对附近电磁环境造成污染；采用智能天线可以实现无线信号的定向辐射和接收，不但可以有效增强目标信号，降低发射功率，减小电磁环境污染，而且可以有效抑制非目标信号，达到抗干扰的目的。

智能天线主要是采用阵列天线，通过信号到达角估计技术（Direction ofarrive，DOA）、波束成形技术（Beam Forming，BF）达到目标信号增强和抗干扰的目的，其中，DOA是利用传输信号到已知天线阵元的时间、频率或空间信息来估计信源位置的技术，属于谱估计技术的一种；自适应波束成形技术是利用自适应算法对阵元上的每根天线进行自适应加权，使得天线方向图的主瓣对准信号发射方向，减小旁瓣，同时将零点对准干扰方向，从而提高天线增益、降低干扰、提升信噪比、提升通信距离。

智能天线在民航甚高频地空通信系统中应用的场景示意图如图5所示，阵列天线接收的信号来自不同方向，包括目标信号和干扰信号，阵列天线首先通过DOA估计得到每个入射信号的位置信息，然后通过自适应波束成形技术增强某个目标信号并削弱其他方向的信号。

由于飞机起飞、降落过程中移动速度依然比较快，阵列天线扫描一圈又需要一定时间，而民航甚高频地空通信又是突发通信，因此，智能天线在民航甚高频地空通信系统中应用时，面临两个主要问题：第一个问题是DOA估计的快速移动目标位置实时性不理想，影响波束成形效果，达不到快速移动目标信号增强和抗干扰的目的；第二个问题是突发通信延迟较大，地空通信实时性变差，有可能会影响民航飞行安全。

发明内容

本发明提供一种融合二次雷达信息的民航甚高频地空通信抗干扰方法，可以解决智能天线在民航甚高频地空通信系统中应用时，由于飞机移动速度快、阵列天线估计目标位置慢等因素带来的DOA估计的目标位置实时性不理想，影响快速移动目标信号增强和抗干扰效果、以及突发通信延迟较大、有可能影响民航飞行安全的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种融合二次雷达信息的民航甚高频地空通信抗干扰方法，包括：

S1、利用DOA技术预估移动目标的首次的当前位置信息；

S2、基于所述移动目标的当前位置信息，结合二次雷达提供的所述移动目标的航向、速度实时计算所述移动目标的下一时刻的目标位置信息，同时，以二次雷达为原点建立第一极坐标系，将所述移动目标在所述第一极坐标系中的第一极坐标转换为在阵列天线坐标系下的第二极坐标，所述移动目标的当前位置信息包括所述移动目标的首次的当前位置信息以及在移动过程中需要计算目标位置信息时该移动目标所处的第一位置的位置信息，所述第一位置的位置信息即为所述移动目标在相对于“需要计算目标位置信息时”的上一时刻计算得到的目标位置信息；