[发明专利]针对短时脉冲干扰的空域实时自适应抗干扰系统

权利要求书

1.一种针对短时脉冲干扰的空域实时自适应抗干扰系统，其特征在于，包括基带数据缓存模块、数字波束形成模块、分块干扰空时估计模块以及零陷/静态波束赋形模块，所述基带数据缓存模块用于按时间T对基带数据进行分块并按块缓存；所述分块干扰空时估计模块用于按时间T对基带数据进行分块并按块进行脉冲干扰检测，确定每块基带数据的干扰数量和角度；所述零陷/静态波束赋形模块用于当分块干扰空时估计模块检测到干扰时，根据干扰数量和干扰角度，计算零陷波束的权重系数，否则直接计算静态波束的权重系数；所述数字波束形成模块依据分块的基带数据对应的权重系数进行波束形成处理，得到抗干扰数字波束，其中，T＞T_I+T_Q，T_I为分块干扰空时估计模块计算时间，T_Q为对应的零陷/静态波束赋形模块计算时间。

2.根据权利要求1所述的针对短时脉冲干扰的空域实时自适应抗干扰系统，其特征在于，所述基带数据缓存模块缓存数据总时长为2T。

3.根据权利要求1所述的针对短时脉冲干扰的空域实时自适应抗干扰系统，其特征在于，分块干扰空时估计模块按块进行脉冲干扰检测，确定每块基带数据的干扰角度的具体方法为：选取参考阵元，将各阵元与参考阵元进行互相关处理获得虚拟阵元；

根据虚拟阵元构造时空DOA矩阵，获取时空DOA矩阵中包含的角度信息特征值与特征向量，即每块基带数据角度。

4.根据权利要求3所述的针对短时脉冲干扰的空域实时自适应抗干扰系统，其特征在于，确定每块基带数据的干扰角度的具体步骤为：

选取任意不在同一直线的3个天线单元作为导引阵元，分别将导引阵元接收数据x_j(t)与各阵元接收数据x_i(t)进行相关计算，i＝1,2,...D，j＝1,2,3，计算公式为：

其中，x_i(t)表示第i个阵元的输出；表示第k个来波s_k(t)在τ时刻的自相关函数；a_ik为第k个信源下阵列的导向性矢量a_k的第i个元素，D为阵元平面阵列，K为不相干的窄带信源个数；

矢量表示式为：

r₁(τ)＝A·g(τ) r₂(τ)＝A·Φ₁·g(τ) r₃(τ)＝A·Φ₂·g(τ)

r_j(τ)＝[r_1j(τ),…r_ij(τ)…r_Dj(τ)]^T j＝1,2,3

其中，A＝[a₁,…a_K]为阵列流型矩阵，diag{·}表示对角矩阵，括号内的元素为对角矩阵上的对角元素；

对相关向量r_j(τ),j＝1,2,3,取L个采样点，得到空时相关矩阵如下：

式中，T_s为采样间隔；

相关矩阵的矢量表达式如下：

R₁(τ)＝A·G R₂(τ)＝A·Φ₁·G R₃(τ)＝A·Φ₂·G

计算互相关矩阵：

RT₁＝E[R₁·R₁^H]＝E[AG·G^HA^H]＝E[AR_GGA^H]

RT₂＝E[R₂·R₁^H]＝E[AΦ₁·GG^H·A^H]＝E[AΦ₁·R_GGA^H]

RT₃＝E[R₃·R₁^H]＝E[AΦ₂·GG^H·A^H]＝E[AΦ₂·R_GGA^H]

对矩阵RT₁进行特征分解可得：

RT₁＝V_sΛ_sV_s^H

其中，V_s为DXD维矩阵；Λ_s为D阶对角矩阵，其对角元素包含K个大特征值λ_i，选取这K个大特征值对应的特征向量v_i,i＝1,2,...,D，构建RT₁的伪逆矩阵：

构造时空DOA矩阵DT_i，i＝1,2,...,D，具体为：

DT_i＝RT_i+1·RT₁^#

对矩阵DT_i，i＝1,2,...,D进行特征分解，其特征值和特征向量分别为Φ₁和A₁,Φ₂和A₂，对Φ₁，Φ₂进行匹配处理，通过A₁、A₂可得到置换矩阵：

根据P中各列绝对值最大的元素的矩阵坐标调整Φ₂中对角线上各元素位置，使得Φ₁、Φ₂相互匹配，计算来波方向余弦u_k，v_k：

arg[·]表示辐角主值，(cx_i,cy_i)表示第i个阵元的坐标，由方向余弦可得第k个信号的来波角度为：