[发明专利]一种卫星导航抗干扰天线数字信号正交分解方法

说明书

技术领域

本发明属于卫星导航抗干扰领域，是实现卫星导航抗干扰天线中频数字信号正交分解的一种算法。

背景技术

在卫星导航抗干扰天线的信号处理过程中，对AD采样后的数字实信号进行正交分解是数字信号处理的第一步。数字信号正交分解得到的I、Q两路数字信号的幅度和相位的平衡性是影响卫星导航抗干扰天线对干扰抑制能力的关键因素之一。因此，为了更好地完成对卫星导航干扰信号的抑制，前提是设计一种可较好保持I、Q两路数字信号的幅度和相位平衡性的数字信号正交分解方法。

目前，对实信号进行数字正交分解的主要方法有：基于傅里叶变换的数字正交分解方法、基于希尔伯特变换的数字正交分解方法、以特定的采样方式进行的数字正交分解方法以及利用数字混频进行的数字正交分解方法。基于傅里叶变换的数字正交分解方法利用两次傅里叶变换完成I、Q路的分解，可以得到较为理想的镜像抑制效果，但计算量较大。基于希尔伯特变换的数字正交分解方法的计算量较小，但由于对输入信号采样点数为有限字长，导致其分解后得到的I、Q路的不平衡性较大。以特定的采样方式进行的数字正交分解方法工程实现较为方便，对窄带信号的分解效果较好，但对于宽带信号，其分解后得到的I、Q路的不平衡性较大。利用数字混频进行的数字正交分解方法的采样率不受信号频率的限制，对于窄带信号，其精度比以特定的采样方式进行的数字正交分解方法高，但对于宽带信号其分解后得到的I、Q路的不平衡性依然较大。

针对卫星导航信号的压制式干扰信号通常为覆盖整个卫星导航信号频带范围的宽带信号。在卫星导航抗干扰天线处理中通常采用基于傅里叶变换的数字正交分解方法完成数字信号的I、Q路分解。但是，由于卫星导航抗干扰天线包含多个通道，同时对多个通道进行傅里叶变换及逆傅里叶变换的运算量非常大，需要耗费数字信号处理器中大量的乘法器和存储器资源。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种卫星导航抗干扰天线数字信号正交分解方法，采用偶对称FIR滤波器和奇对称FIR滤波器完成对模数转换后中频实数字信号的正交分解，适用于对宽带信号的正交分解处理、计算量小且易于工程实现。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

第一步、计算FIR滤波器的归一化频率点，包括通带第一频率点通带第二频率点阻带第一频率点和阻带第二频率点其中，f₀是卫星导航抗干扰天线中频工作的中心频率，B是卫星导航抗干扰天线中频工作的带宽，F_s是模数转换器的采样频率，D是通带与阻带之间的过渡带宽；

第二步、设计FIR滤波器在归一化频率范围内的期望幅度响应向量

a＝[a₀,a_stop1,a_pass1,a_pass2,a_stop2,a₁]

其中，a₀表示在归一化频率点0上的期望幅度响应值；a_stop1表示在归一化频率点f_stop1上的期望幅度响应值；a_pass1表示在归一化频率点f_pass1上的期望幅度响应值；a_pass2表示在归一化频率点f_pass2上的期望幅度响应值；a_stop2表示在归一化频率点f_stop2上的期望幅度响应值；a₁表示在归一化频率点1上的期望幅度响应值；

a₀、a_stop1、a_pass1、a_pass2、a_stop2和a₁的取值范围在0～1之间。

第三步、根据归一化频率点和期望幅度响应向量，采用Parks-McClellan算法设计K阶的滤波系数偶对称FIR滤波器和滤波系数奇对称滤波器，分别得到偶对称FIR滤波器系数向量b_even和奇对称FIR滤波器系数向量b_odd；将卫星导航抗干扰天线中频实数字信号同时送入偶对称FIR滤波器和奇对称FIR滤波器，偶对称FIR滤波器输出与输入数字信号同相的I路信号，奇对称FIR滤波器输出与输入数字信号正交的Q路信号。