[发明专利]一种利用单快拍数据进行GNSS天线阵干扰抑制的方法有效

专利信息
申请号: 201510602422.0 申请日: 2015-09-21
公开(公告)号: CN105068090B 公开(公告)日: 2017-04-26
发明(设计)人: 聂俊伟;鲁祖坤;欧钢;陈飞强;肖志斌;苏映雪;张国柱;牟卫华;王东会 申请(专利权)人: 中国人民解放军国防科学技术大学
主分类号: G01S19/21 分类号: G01S19/21
代理公司: 北京中济纬天专利代理有限公司11429 代理人: 胡伟华,张小雪
地址: 410073 湖*** 国省代码: 湖南;43
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摘要: 一种利用单快拍数据进行GNSS天线阵干扰抑制的方法,利用压缩感知理论进行干扰的来波方向估计,先建立一个全空域的导向矢量矩阵,通过天线阵采集单快拍数据,并与导向矢量矩阵的每一列做内积,全空域中所有内积的最大值所在的位置即为干扰的来波方向;利用干扰的来波方向作为权值生成的一个约束;再将剩下的阵列自由度约束信号方向,若已知信号方向,则将阵列的主波束对准信号方向,若未知信号方向,则将阵列的主波束对准高仰角方向;通过所有的约束生成空域加权值,对阵列进行加权,即可得到抑制干扰和增强信号的目的。其不需要估计协方差矩阵与矩阵求逆,仅用一个快拍的数据即可生成空域加权值,在自适应类天线阵抗干扰算法的研究中具有实用价值。
搜索关键词: 一种 利用 单快拍 数据 进行 gnss 天线阵 干扰 抑制 方法
【主权项】:
一种利用单快拍数据进行GNSS天线阵干扰抑制的方法,其特征在于包括以下步骤:(1)利用天线阵采集一个快拍的数据X,若阵元数为M,则X为一个M×1的矢量;(2)将全空域划分为N份,构造全空域的导向矢量矩阵:A=e-jωτ11e-jωτ12...e-jωτ1Ne-jωτ21e-jωτ22...e-jωτ2N.........e-jωτM1e-jωτM2...e-jωτMN---(1)]]>上式中,ω=2πf,f为接收信号的频率,τij(i=1,...,M,j=1,...,N)表示第j个干扰源相对参考阵元在第i个阵元上的时延;(3)干扰信号的来波方向DOA估计:DOA=argmaxj=1,2,...,N|<X,aj>|---(2)]]>上式中,aj(j=1,...,N)为天线阵全空域的导向矢量,干扰信号的来波方向DOA即为单快拍数据与全空域导向矢量每一列的内积的最大值所对应的坐标;(4)利用干扰信号的来波方向DOA建立权值生成的约束矢量:wH1e-jωτ...e-j(L-1)ωτ=0---(3)]]>上式中w为需要生成的空域加权矢量,ω=2πf,f为接收信号的频率,τ为干扰信号在两个阵元之间的传输的时延差,与干扰信号的来波方向DOA有关,具体为:τ=dsinθc---(4)]]>上式中,d为阵元间距,θ为干扰信号的来波方向,c为信号传输的速度;(5)利用天线阵剩下的自由度来对信号进行增强;对于一个M阵元的天线阵,其自由度为M‑1,若干扰信号的个数为L,则能对M‑L‑1颗卫星的信号进行增强:wH1e-jωτ...e-j(L-1)ωτ=M---(5)]]>上式中τ的计算公式与(4)相同,只是此时的θ为卫星信号的DOA;由于通常情况下,卫星信号的DOA是高仰角,因此即使在卫星信号DOA未知的情况下,利用式(5),将天线阵的主波束对准高仰角的方向,也能起到增强信号的目的;(6)利用约束方程组(5)计算权值w,最后对接收到的阵列信号进行合成:y(t)=wHx(t)   (6)上式中x(t)为输入信号,y(t)为阵列输出信号;通过上式的信号合成即可达到干扰抑制与信号增强的目的。
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