[发明专利]空域干扰信号检测方法与装置

说明书

本发明公开的一种空域干扰信号检测方法与装置涉及阵列信号处理领域，本发明通过下述技术方案实现：采用FPGA芯片并行硬件处理架构，利用阵列采样信号数据形成数据协方差矩阵，基于MVDR算法获得空间谱值形成二维空间谱图。然后利用AGC值辅助空间谱搜索，实现干扰的来向检测。同时还通过数字AGC反检法实现对快速变化的干扰功率进行检测，得到干扰功率值，从而丰富了干扰信息的检测结果。本发明通过预处理方式获得导向矢量以及将谱峰计算转化为谱谷计算，进一步减少实现的复杂度，最后还利用空间谱噪底门限和局部最值联合判断来代替采样数据协方差矩阵的特征值求解来进行干扰个数的判定，获得干扰个数的检测，使得工程应用高效可行。

技术领域

本发明涉及阵列信号处理领域，更具体的，涉及阵列信号处理领域中空域干扰信号 检测方法及其装置。

背景技术

通信设备在复杂电磁环境下，很容易受到包括单音、窄带、宽带等多种形式的有意或无意信号的干扰。如何有效的抑制干扰、改善信号接收质量，一直是雷达、通信、导航以及声纳等应用领域中特别引入关注的问题。当雷达处于强的有源干扰环境时，干扰信号从天 线旁瓣进入接收机的概率非常高，有时可淹没目标信号，造成雷达不能正常工作。为降低或 消除干扰信号对通信设备的影响，一种有效的方法是先对干扰信号进行检测获取干扰信息， 如干扰的来向、个数等，然后采取措施在物理上避免接收干扰方向上的信号或对接收到的信 号进行干扰抑制处理。

干扰信号的特征主要包含干扰的波达方向、干扰个数及干扰信号功率等。目前，工程上常采用阵列天线结合阵列信号处理算法来进行干扰信号检测。阵列信号处理主要的研究 内容就是：如何利用信号的空域特性来增强接收的有用信号，以及如何有效地提取包括信号 空域信息在内的信号的其它信息。其主要的研究领域可以分为波束形成技术、零点技术和空 间谱估计技术等几个方面，它们都是基于对信号进行空间采样的数据进行处理，因此，这些 技术是相互渗透和相互关联的。由于处理的目的不同，其着眼点有所差别，因此导致有不同 的算法。众所周知，空间谱估计测向的最终实现，是由测向处理软件完成的，而软件系统的 核心，则是空间谱估计算法。这些算法基本上可以归为2大类，即基于经典估计理论的极大 似然估计和归结于信号参量估计的参数谱方法。将极大似然参数估计方法应用于超分辨估计， 由于这个估计似然函数是非线性的，求解其最优解需进行多维搜索，运算量巨大。

经过多年的发展，已经产生了大量性能优异的测向算法可资利用，典型的有MUSIC、ESPRIT、子空间拟合、多维MUSIC等。其中，MUSIC算法最为经典最 具代表性，由于具有超瑞利限特性，所以又被称作超分辨测向方法或高分辨测向算法，但要 求干扰个数准确已知，且在硬件实现上复杂度高。基于波束扫描的波达方向估计是最常用的 一种方法，该方法受瑞利限的限制，对干扰信号的空域分辨率低，检测精度差。另外，上述 算法均无法准确估计干扰信号个数以及干扰信号的功率，也限制了上述方法在干扰信号检测 中的应用。空间谱估计测向方法需经过复杂的计算才能得到待测信号的到达方向。

现有技术空域干扰检测方法干扰来向估计分辨率差、干扰个数估计不准确，尤其是 基于DSP芯片的空间谱构建、谱峰搜索的检测处理架构，无法满足大规模阵列空间谱构建 的复杂度要求及谱峰方位和俯仰二维域搜索实时性要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术空域干扰检测方法干扰来向估计分辨率 差、干扰个数估计不准确，尤其是基于DSP芯片的空间谱构建、谱峰搜索的检测处理架构， 无法满足大规模阵列空间谱构建的复杂度要求及谱峰方位和俯仰二维域搜索实时性要求。本 发明提供解决上述问题的空域干扰信号检测方法。

本发明通过下述技术方案实现：一种空域干扰信号检测方法，其特征在于包括如下 步骤：