[发明专利]一种小型化北斗卫星导航抗干扰阵列信号处理板卡及其抗干扰处理方法

权利要求书

1.一种小型化北斗卫星导航抗干扰阵列信号处理板卡，其特征在于，包括：模数转换模块、抗干扰处理模块、数模转换模块、时钟分配模块和电源模块；

所述模数转换模块包括N个模数采样通道；每个模数采样通道各从射频前端模块接收一路模拟中频信号，用于对所接收的模拟中频信号进行量化处理，输出数字中频信号；

所述抗干扰处理模块，用于将模数转换模块输出的N路数字中频信号进行数字带通滤波和数字下变频处理，变为N路基带复信号；对所述N路基带复信号根据抗干扰算法进行抗干扰滤波，得到抗干扰处理后的数字中频信号；

所述数模转换模块，用于将抗干扰处理模块输出的数字中频信号转换为模拟中频信号，输出给射频前端模块；

所述时钟分配模块，用于对射频前端模块输入的模拟或数字时钟信号进行整形分配，输出给模数转换模块、抗干扰处理模块和数模转换模块使用；

所述电源模块用于为各个模块供电。

2.根据权利要求1所述的小型化北斗卫星导航抗干扰阵列信号处理板卡，其特征在于，还包括串口和USB接口，用于与外部设备进行数据通信。

3.根据权利要求1所述的小型化北斗卫星导航抗干扰阵列信号处理板卡，其特征在于，抗干扰处理模块集成有现场可编程门阵列和嵌入式微处理器。

4.根据权利要求1所述的小型化北斗卫星导航抗干扰阵列信号处理板卡，其特征在于，所述模数转换模块采用AD9566芯片。

5.根据权利要求1所述的小型化北斗卫星导航抗干扰阵列信号处理板卡，其特征在于，所述时钟分配模块采用AD9528芯片。

6.根据权利要求1所述的小型化北斗卫星导航抗干扰阵列信号处理板卡，其特征在于，所述电源模块同时为射频前端模块供电。

7.根据权利要求1所述的小型化北斗卫星导航抗干扰阵列信号处理板卡，其特征在于，所述电源模块采用LM22677芯片。

8.一种小型化北斗卫星导航抗干扰阵列信号处理板卡的抗干扰处理方法：所述小型化北斗卫星导航抗干扰阵列信号处理板卡为权利要求1～7中任一项所述的小型化北斗卫星导航抗干扰阵列信号处理板卡；抗干扰处理方法包括以下步骤：

步骤一、中频信号采样：

通过模数转换模块，从射频前端模块接收N路模拟中频信号，对所接收的模拟中频信号进行量化处理，输出N路数字中频信号；

步骤二、对模数转换模块输出的N路数字中频信号进行数字带通滤波和数字下变频处理，变为N路基带复信号；

步骤三、将N路基带复信号输入数字延迟线，并将各抽头数据进行组合，成为空时矢量信号X_st＝[x₁₁,x₁₂,L,x_1M,x₂₁,x₂₂,L,x_2M,L,x_N1,x_N2,Lx_NM]，其中M为抽头数；

步骤四、对每p个快拍的空时矢量信号数据进行块处理，计算一个自相关矩阵：p为快拍数，[.]^H表示共轭转置矩阵；X_st(k)为第k个快拍的空时矢量信号；

步骤五、根据以下公式进行空时权值W_st＝[w_st11,w_st12,L,w_stNM]求解：

Wst=Rst-1astastHRst-1ast]]>

其中，R_st^-1为步骤四得到的R_st的逆矩阵；a_st为空时导向矢量，

式中符号表示Kronecker积，

为空域导向矢量，

n＝1,2,…,N；[x_n,y_n,z_n]为天线阵元n的空间坐标，[·]^T为转置，i为点乘，θ和分别为空间信号的仰角和方位角；a_t＝[1,0…0]为时域导向矢量，矢量长度为M；

步骤六、将计算得到的空时权值W_st＝[w_st11,w_st12,L,w_stNM]作为CNLMS迭代的初始权值W(1)，通过以下公式进行迭代:

W(1)＝[w_st11,w_st12,…w_stNM]

P₀＝I-a_st(a_st^H*a_st)^-1a_st

S＝a_st(a_st^H*a_st)^-1

y(n)＝W(n)^HX_st(n),n＝1,2,…

W(n+1)＝P₀(W(n)-μX_st(n)y(n)^*/(X_st(n)^HX_st(n)))-S,n＝1,2,…

其中，W(1)为初始权值；y(n)为波束形成的输出信号；μ为迭代步长，μ<1；P₀，S是由a_st确定的常量。

上述迭代持续进行，直到步骤四和步骤五通过块处理得到的空时权值更新，则本轮迭代结束，以新的空时权值作为初始权值W(1)开始下一轮迭代；

步骤七、上述每一轮迭代过程最后输出的信号y(n)，即为经过抗干扰处理的有用信号；

步骤八、对经过抗干扰处理的信号y(n)进行数字上变频，并通过数模转换模块，转换为模拟中频信号。