[发明专利]基于交替极化敏感阵列的空时极化抗干扰方法

说明书

本发明提供了一种基于交替极化敏感阵列的空时极化抗干扰方法，该方法采用交替极化敏感阵列作为接收模型，该阵列降低了方法的运算量和互藕效应。在多线性约束准则和空时自适应处理的基础上，根据卫星信号和干扰信号的极化特性，加入信号的极化信息。本方法与传统方法相比，有效地降低了具有正交双偶极子的极化敏感阵列互藕效应的影响，不影响抗干扰性能；有效地解决了当期望卫星信号和干扰信号来波方向相近或间隔较小时卫星信号被衰减，从而影响卫星通信和定位的问题；有效地解决了二维域信息相近时抗干扰能力失效的问题；将二维域信息扩展到三维域信息，实现空时极化三维域的联合抗干扰，为卫星接收机抗干扰提供理论基础。

技术领域

本发明属于阵列信号处理和卫星导航抗干扰技术领域，具体涉及一种基于交替极化敏感阵列的空时极化抗干扰方法。

背景技术

北斗卫星导航系统是我国自主研制开发的全球卫星导航系统，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务。由于北斗卫星距离接收机的距离达两万至三万多千米，导致卫星信号到达地面时非常微弱。因此，卫星导航系统极易受到外界各类干扰的影响。为了提高卫星导航系统在复杂电磁环境下的工作性能，必须研究有效的抗干扰方法。

在卫星导航抗干扰中，阵列天线扮演很重要的角色。阵列天线的联合空时滤波是现在研究比较多的一种抗干扰措施。传统天线阵列空时自适应处理算法近年来取得了大量的成果，这些成果被广泛应用于雷达、导航、通信等领域。但是在实际海洋环境中，由于大气衰减及风浪影响，使电磁波的极化状态不固定，传统阵列由于只对垂直极化响应较高，常常会出现极化失配的情况，导致阵列的接收增益低，甚至为零。

现在比较常见的导航接收机多维小阵元天线阵列，包含的天线阵元数往往只有个位数，这些导航接收机的自由度受限，并且当干扰信号与导航信号来波方向相近或间隔较小时，接收阵列由于不能区分干扰域导航信号，以至于不能有效地抑制干扰。研究极化敏感阵列导航抗干扰有助于解决传统标量阵的瓶颈问题，因此，极化敏感阵列凭借着特有的优势引起了广泛的关注。

极化敏感阵列是由多个具备一定极化特性的电磁矢量传感器构成的，一个电磁矢量传感器也是极化敏感阵列的一个阵元。一个完备的电磁矢量传感器能够传输电磁波的六维分量，其由三个同心且两两垂直的电偶极子和三个同心且两两垂直的磁偶极子共同组成(徐友根,刘志文,龚晓峰.极化敏感阵列信号处理[M].北京理工大学出版社,2013.)。理论上要求各个6个偶极子需放置在同一位置，由于实际机械工艺的限制，放置的太近存在电磁藕合现象，会产生藕合误差对信号滤波、抗干扰处理的性能有一定的影响。在实际中会根据具体需要可以将6个偶极子进行任意组合形成一个阵元，因此，极化敏感阵列中的电磁矢量传感器的设计和组合应用也十分灵活。为了接收到电磁波信号的极化状态信息，一般需要两个方向的偶极子组成天线阵元。为了方便研究，一般用正交电偶极子对作为接收天线阵元构成极化敏感阵列，不考虑磁场信息。文献(徐振海,张亮,吴迪军,等.交替极化阵列滤波性能研究[J].国防科技大学学报,2012,034(005):49-54.)提出了降低极化敏感阵列系统复杂性的交替极化敏感阵列，也达到了很好的滤波性能。交替极化敏感阵列将正交的电偶极子分开放置，进一步降低了偶极子之间的藕合效应，也减少了所需阵元的数目，也为小型化阵列研究提供了理论基础。因此，研究交替极化敏感阵列在抗干扰中的应用具有必要性。

发明内容

本发明提供了一种基于交替极化敏感阵列的空时极化抗干扰方法，克服现有天线阵列阵元之间易产生电磁耦合、抗干扰性能差、运算量大等问题。

本发明提供的基于交替极化敏感阵列的空时极化抗干扰方法，依次包括以下步骤：

步骤1、设置一个具有M个阵元的交替极化敏感阵列，M为正偶数；

步骤2、步骤1所构建的交替极化敏感阵列的每个阵元连接射频前端模块，每个射频前端模块连接FIR滤波器；

步骤3、利用步骤2所述的FIR滤波器得到经延时处理的阵列接收信号；