[发明专利]一种基于子空间投影的CSMG波束形成方法

说明书

本发明提供一种基于子空间投影的CSMG波束形成方法，涉及导航接收机的抗干扰技术领域。该方法根据导航接收机接收的卫星导航信号和干扰信号，构造出干扰子空间及其正交补空间，将天线阵列接收到的空时信号矢量进行子空间投影，利用具有严格约束最小功率的抽样矩阵梯度算法(CSMG)对投影后的输出信号在固定的方向上进行波束形成。本发明具有严格约束的抽样矩阵梯度算法，计算复杂度更小，收敛速度更快；CSMG波束形成算法，形成的干扰零陷更深，可以更有效的抑制干扰信号，保留期望信号，同时也改善了输出的信干噪比。

技术领域

本发明涉及导航接收机的抗干扰技术领域，尤其涉及一种基于子空间投影的CSMG波束形成方法。

背景技术

我国的北斗卫星导航系统仍处于发展阶段，当受到外界的有意或无意的干扰时，就会在定位过程中产生误差，甚至无法定位，对于军用和民用两方面都会造成严重的损失。在导航接收机前端进行干扰抑制处理会减少甚至避免干扰信号对北斗卫星导航系统的影响。传统的抗干扰技术的收敛速度慢，计算复杂度大，使接收到的导航信号在干扰信号方向上形成的干扰零陷不深，对干扰信号的抑制效果不明显。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于子空间投影的CSMG波束形成方法，形成的波束输入导航接收机捕获电路中进行捕获，能使接收到的导航信号在干扰信号方向上形成的干扰零陷更深，期望信号方向上形成主波束，对干扰信号的抑制效果更显著，同时又能更好地保留期望信号。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种基于子空间投影的CSMG波束形成方法，包括以下步骤：

步骤1：阵列天线接收卫星导航信号和干扰信号，并进行空时联合处理；

步骤2：构造接收信号的干扰子空间及其正交补空间，对接收到的空时信号矢量进行子空间投影；

步骤3：利用具有严格约束的最小功率抽样矩阵梯度算法，简称CSMG算法，对子空间投影后的信号在固定方向上做波束形成。

所述步骤1的具体过程为：

在导航接收机前端设有M根均匀线性排列的阵列天线，每个阵列天线包括N个阵元，在每个阵元后接一个具有L阶时域有限长单位冲激响应的滤波器，每个时间延迟单元的延迟量为T0，将空时权矢量W表示为：

输入信号的空时联合处理向量表示S为信号，为噪声，X表示为如下矩阵形式：

将加权矢量写成MN×1维矢量的形式，即：

w＝[w₁₁，ω₁₂，...，w_1N，..，w_M1，..，w_MN]^T；

接收信号由导航源信号、干扰信号和噪声信号构成，则第m根阵列天线在t时刻接收的卫星导航信号表示为：

其中，m＝1、2、…、M；K表示信号源的个数，s_k t-τ_mk表示第k个接收信号，c_k t-τ_mk表示第k个接收信号的C/A码，τ_mk为码延迟；a_mk表示第m根阵列天线的第k个接收信号的驱动因子，构成期望信号的方向向量a_d，表示为其中，d是天线间距，λ是波长，θ表示入射信号与阵列法线的夹角；L是干扰信号的个数，j_l t-τ_ml表示第l个接收到的干扰信号，τ_ml表示干扰延迟时间单元，b_mi是第m根阵列天线的第l个干扰信号的驱动因子；是第m根阵列天线的背景白噪声；