[发明专利]共轭梯度的阵列抗干扰方法

说明书

本发明公开了一种共轭梯度的阵列抗干扰方法，方法步骤如下：步骤1、对卫星导航定位、雷达探测以及无线通信应用场景构建自适应阵列抗干扰的由信号模型构建的优化问题模型；步骤2、基于共轭梯度理论，利用低复杂度的共轭迭代算法，求解自适应阵列中每个天线或传感器的权重；步骤3、利用现场可编程器件实现权重的实时求解。本发明利用共轭梯度的迭代权值计算可以有效降低传统算法的复杂度，实现快速的自适应抗干扰计算，并可满足运动设备的实时抗干扰需求。

技术领域

本发明涉及多传感或天线的抗干扰阵列信号处理技术领域，尤其涉及共轭梯度的阵列抗干扰方法。

背景技术

阵列抗干扰技术常用于卫星导航定位、雷达探测以及无线通信等应用场景，其信号极弱，易导致接收端受到干扰而失去信号信息。典型的干扰包括压制式干扰和欺骗式干扰，而其中应用最为广泛的便是压制式干扰，针对压制式干扰，当前最为有效的方法为功率倒置方法。功率倒置方法尝试使阵列输出功率最小以达到抑制干扰的目的，同时它的自适应性可能导致处理中抑制了有用信号。而当有用信号电平在噪声以下，自适应阵列不会抑制有用信号。本应用场景下，这种自适应抗干扰算法可以达到很好的抗干扰效果。

常用于自适应抗干扰算法的准则有最小均方误差准则，最大信干噪比准则，线性约束最小方差准则。其中，最小均方误差准则只需要一个参考信号信息即可完成抗干扰算法，我们把一个阵元的信号设为参考信号，此方法就可以在不知道任何信号先验信息的条件下对干扰进行抑制，是一种高效快捷的方法。

而当阵元数变多或者采用空时算法时，协方差矩阵会变得很大，直接求逆的算法会显著增加计算量，导致权重更新变慢。对于快速移动的目标，需要计算复杂度，实现复杂度更低的算法。同时，需要一种更快速的开发方法进行数字系统的开发，且具备良好的可移植性和较小的上手难度。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出共轭梯度的阵列抗干扰方法，本发明利用共轭梯度的迭代权值计算可以有效降低传统算法的复杂度，实现快速的自适应抗干扰计算，并可满足运动设备的实时抗干扰需求。

根据本发明实施例的一种共轭梯度的阵列抗干扰方法，方法步骤如下：

步骤1、对卫星导航定位、雷达探测以及无线通信应用场景构建自适应阵列抗干扰的由信号模型构建的优化问题模型；

步骤2、基于共轭梯度理论，利用低复杂度的共轭迭代算法，求解自适应阵列中每个天线或传感器的权重；

步骤3、利用现场可编程器件实现权重的实时求解。

所述步骤3中，其求解结构包括数字下变频模块、抗干扰算法模块、合路输出模块和数字上变频模块。

优选地，所述步骤1中阵列抗干扰的由信号模型构建的优化问题模型为：

X(i)＝As(i)+n(i)＝[x₁,x₂,x₃,…,x_M]；

其中i表示离散时间的值，s(i)为期望信号和干扰信号组成的向量，噪声为 n(i)，导向矢量为A＝[a(θ₁),a(θ₂),…,a(θ_n)]，