[发明专利]一种基于空时频架构的卫星导航抗干扰方法

说明书

本发明结合阵列天线与自适应信号处理技术的特点，提供了一种基于空时频架构的抗干扰方法，将阵列天线接收到的信号处理为基带信号，对基带信号通过阻塞矩阵的方法进行波束合成处理，形成新的数字基带信号；然后对新的数字基带信号经过进行干扰抑制、空时抗干扰处理再，进行数字上变、数模转换频处理。本发明对窄带信号进行抑制，提高空时抗干扰处理的自由度，有利于提高整体抗干扰抑制能力，且能在FPGA等硬件平台上实现，可应用于车载、机载等高动态场景。

技术领域

本发明属于通信领域，涉及卫星导航应用领域，特别涉及一种基于空时频架构的卫星导航抗干扰方法。

背景技术

卫星导航信号到达地球时的信号功率很低，卫星导航信号的频率，编码方式，调制方式都是公开的，因此卫星导航信号容易受到恶意干扰。常见的恶意干扰主要有压制式干扰和欺骗式干扰两种。本方法主要针对压制式干扰进行抑制。所谓压制式干扰，即干扰机在卫星导航信号频带内发射大功率信号，阻塞整个卫星信号频带，使卫星导航接收机无法捕获卫星信号，从而丧失正常定位能力。为适应卫星导航信息化发展需求，需设计一种卫星导航抗干扰方法，降低压制式干扰的影响，满足卫星导航用户接收机的导航定位功能。

现有技术一般使用频域结合空域处理抗干扰方法，或者采用空时抗干扰处理方法，在多个窄带干扰和宽带干扰存在时，干扰的抑制能力会大幅度降低。中国专利CN103064090A公开了一种抗干扰方法，具体将处理后的信号先经过频域抗干扰处理后，再将处理后的信号经过空域抗干扰处理。频域抗干扰处理能够抑制强窄带干扰，再经过空域抗干扰处理后，能够将进入接收机的宽带干扰信号的滤除。该发明的抗干扰方法通过级联频域抗干扰和空域抗干扰，使得频域抗干扰和空域抗干扰的分工明确，频域陷波抗干扰主要用于抑制窄带干扰，减少进入空域抗干扰的干扰个数，使得空域抗干扰有更多的自由度来抑制宽带干扰，达到一种较好的干扰抑制效果。但该方法没有明确重叠输出的方法和分段功率求平均，在同时存在多个功率强度不一的窄带干扰时会出现干扰或漏检。

发明内容

本发明提供了一种基于空时频架构的卫星导航抗干扰方法，以解决多个窄带干扰和宽带干扰存在时的干扰的抑制能力会大幅度降低不足。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于空时频架构的卫星导航抗干扰方法，包括如下步骤：

S1：将多阵元天线阵列接收到的卫星信号处理为数字中频信号；

S2：对不同通道的数字中频信号进行频域变换，对窄带干扰进行抑制；

S3：将步骤S2中的经窄带干扰抑制处理后的数字中频信号转换为基带信号，接着将基带卫星信号分为两部分，一部分在期望方向进行波束合成处理和阻塞处理，另一部分进行延时，保证时序一致；

S4：对新的数字基带信号经过干扰抑制处理，得到干扰抑制后的信号；

S5：对步骤S4中干扰后的信号进行空时抗干扰处理，然后进行数字上变频处理，得到数字中频信号；

S6：将步骤S5的数字中频信号转换成模拟中频信号，再进行模拟上变频处理并输出。

作为优选的方案，步骤S2中的频域抗窄带的具体步骤为：

对输入信号进行FFT变换，将时域信号转变为频域信号，在频域中对原始信号进行干扰检测并设置频域谱线门限，当经快速FFT后的信号谱线大于这一门限时，将其所在的频点视为干扰，并将其谱线直接置零或衰减到与背景噪声相当的水平，最后对频域信号做快速傅里叶反变换，还原为时域信号输出至后端进行处理。

进一步地，所述频域谱线门限设置具体为：将一帧带宽为B的FFT后的频谱数据分成N段，每段带宽为B/N，然后计算每段功率的平均值并进行排序，取出其中的最小值；接着对连续的M帧FFT数据进行分段、取平均、排序操作，得到M个最小值，再对数组进行排序，取出中值作为干扰门限值，所述M、N为整数。