[发明专利]卫星导航抗干扰天线系统内部弱谐波干扰信号检测方法

说明书

本发明提供了一种卫星导航抗干扰天线系统内部弱谐波干扰信号检测方法，采用频谱能量相干累积作为检验量，并自适应计算判决门限对卫星导航抗干扰天线系统内部弱谐波干扰信号进行检测。相对于人工检测识别方法，本发明的特点是通过对系统内部各通道采样的原始数字信号进行自动检测处理，基于采样数据自适应确定检测门限，可以有效提升对系统内部弱谐波信号的检测概率。

技术领域

本发明属于卫星导航抗干扰领域，是一种对卫星导航抗干扰天线系统内部弱谐波干扰信号的检测方法。

背景技术

目前，卫星导航抗干扰天线系统是保护卫星导航接收机在复杂电磁环境中正常工作的关键设备。为了使卫星导航抗干扰天线系统性能达到设计的最优值，需要在系统设计、生产以及调试过程中准确检测出系统内部影响系统性能的因素并消除。

卫星导航抗干扰天线系统主要由接收阵列天线、低噪声放大器、多通道射频组件以及数字信号处理组件等四部分组成。由于加工工艺、模拟元器件的工作特性等原因使得卫星导航抗干扰天线系统内部各通道中存在不同程度的弱谐波干扰信号。卫星导航抗干扰算法将系统内部的弱谐波干扰信号等效为从某一方向或多个方向入射的外界干扰信号进行抑制处理，因此将消耗抗干扰算法的部分处理自由度，影响抗干扰算法最多可抗干扰数目以及最大干扰抑制能力。

目前，对卫星导航抗干扰天线系统内部弱谐波干扰的检测主要是在调试过程中通过使用频谱分析仪等仪表工具对低噪声放大器、多通道射频组件等每个模块的输出信号进行观测分析。工程人员使用频谱分析仪的实时观测或最大保持功能对每个模块输出信号的频谱进行人工观测，检测识别系统内部的弱谐波干扰信号。对于功率接近或弱于系统噪声的弱谐波干扰信号，人工检测识别很容易造成漏检。

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系统内部弱谐波干扰信号检测方法，采用频谱能量相干累积作为检验量，并自适应计算判决门限对卫星导航抗干扰天线系统内部弱谐波干扰信号进行检测，可以有效提升对系统内部弱谐波信号的检测概率。

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，在无外界电磁干扰的情况下，采集并存储设定时长T毫秒的卫星导航抗干扰天线的模数转换器输出的数字信号，对应的每个通道存储数据点数L＝T×F_s×10³，其中，F_s为模数转换器采样频率；

假设卫星导航抗干扰天线系统包含M个通道，则采集并存储的数据形成维数为L×M的矩阵，矩阵的第i列数据记为x(i)＝[x₀,x₁,…,x_L-1]^T；

第二步，将数据向量x(i)划分为相互重叠的子数据段，每个子数据块的长度为N，N的取值设置为2的正整数次方，相邻两个子数据块之间的重叠率设置为50％，子数据块的总数第k(k＝1,2,…K)个子数据块记为x_k(i)；

第三步，构造一个大小为N×1维的向量y，将y中的每个元素初始化为0，表示为y₀＝0；

第四步，依次对子数据块x_k做快速傅里叶变换，设置快速傅里叶变换点数设置为N，快速傅里叶变换的结果记为X_k，X_k为N×1维的向量；计算X_k向量中第n个元素X_k(n)的模值的平方并累加在向量y中第n个元素中，y_k(n)＝y_k-1(n)+|X_k(n)|²，n＝1,2,...,N；

第五步，根据卫星导航系统有效工作带宽B将向量y划分为S个子带，F_s为采样频率，用y_s表示向量y的第s个子带数据块，s＝1,2,…,S；