[发明专利]一种基于多域联合的数字多波束形成方法

说明书

本发明公开了一种基于多域联合的数字多波束形成方法，通过采用多域联合的数字多波束技术，利用空时二维域进行联合抗干扰，根据卫星来向信息及阵列流行形成指向该卫星的约束矢量，使抗干扰后形成的波束对准卫星来向，在干扰方向上形成零陷的同时还能在有用信号来向上形成保护，达到在干扰抑制的同时还能利用天线阵列带来的信号处理增益，从而提高卫星信号的信噪比，采用宽带校正技术进行时域补偿，修正硬件带来的带内幅相不一致性，从而避免空时多波束技术采用时域带来不同波束间载波相位差异的影响，在提升抗干扰性能的同时，保证了多波束后信号的定位精度，降低了对硬件带内一致性的要求，使得空时多波束算法在工程应用上简单可行。

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，具体涉及一种基于多域联合的数字多波束形成方法。

背景技术

随着导航领域对抗干扰天线需求的增加，目前常用的卫星导航接收机天线为自适应可控方向图天线，又叫自适应调零天线，该技术不考虑卫星的来向，在接收来自空中的所有导航信号的同时，也接收其覆盖频段的所有干扰信号，然后采用空时联合阵列抗干扰技术压制干扰，工程上常用的为功率倒置算法。该方法优点是不需要知道卫星信号来向信息，也无需知道阵列流行，就能达到压制干扰的目的，属于一种盲自适应波束形成方法，实现简单，与普通接收机兼容性较好，该算法只能抑制干扰，无法使天线的方向图主瓣对准卫星信号的来向，即不能提供天线阵列带来的信号处理增益，因此该方法缺点是在抑制干扰的同时可能把有用信号也抑制了，严重时将影响接收机性能，使其无法定位，另外也浪费了天线阵列带来的信号处理增益。工程上常用的是最小方差无失真响应(MVDR)波束形成器，一般都是采用纯空域的方式来实现，但是其抗干扰能力有限，没有利用其时域性能。而空时多波束技术对硬件的性能要求高，需要整个有用信号带宽内保持足够高的幅相一致性。一般硬件实现上很难满足其要求，从而制约其在工程上的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有无法使天线的方向图主瓣对准卫星信号的来向，无法对有用信号进行定位，抗干扰能力有限，目的在于提供一种基于多域联合的数字多波束形成方法，通过空时二维域进行联合抗干扰，在干扰方向上形成零陷的同时还能在有用信号来向上形成保护，从而达到抑制干扰的同时提高有用信号信噪比的目的。

本发明通过下述技术方案实现：

一种基于多域联合的数字多波束形成方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取采样信号，对采样信号进行正交变换，对正交变换后的采样信号进行宽带校正，对宽带校正后的采样信号进行空时转化得到空时信号；

S2、对空时信号进行采样协方差矩阵计算；

S3、根据信号来向信息，计算空域导向矢量，对空域导向矢量进行时域延迟获得空时约束矢量；

S4、根据对空时信号进行采样协方差矩阵计算的结果和空时约束矢量计算最优波束形成器的权值；

S5、通过最优波束形成器的权值对空时二维域信号进行滤波加权，得到波束形成后的输出信号；

S6、对输出信号进行自动增益控制，获得期望的信号幅度。

本发明通过采用多域联合的数字多波束技术，利用空时二维域进行联合抗干扰，其次可根据卫星来向信息及阵列流行形成指向该卫星的约束矢量，使抗干扰后形成的波束对准卫星来向，在干扰方向上形成零陷的同时还能在有用信号来向上形成保护，从而达到在干扰抑制的同时还能利用天线阵列带来的信号处理增益，从而提高卫星信号的信噪比，采用宽带校正技术进行时域补偿，修正硬件带来的带内幅相不一致性，从而避免空时多波束技术采用时域带来不同波束间载波相位差异的影响，在提升抗干扰性能的同时，还满足多波束后接收机的定位性能，保证了多波束后信号的定位精度，降低了对硬件带内一致性的要求，增强工程应用的实用性，使得空时多波束算法在工程应用上简单可行。

作为对本发明的进一步限定，所述获取采样信号具体包括：