[发明专利]一种卫星信号抗干扰处理方法

说明书

本发明提供一种卫星信号抗干扰处理方法，包括：利用均匀线阵对卫星发出的远场窄带信号进行处理，确定干扰与噪声协方差矩阵和期望信号导向向量；基于所述干扰与噪声协方差矩阵和期望信号导向向量确定加权矢量；基于所述加权向量对卫星发出的远场窄带信号进行抗干扰处理，得到处理后的信号。用于提高协方差矩阵重构精度，避免出现“自消”现象。

技术领域

本发明涉及阵列信号处理领域，尤其是涉及一种卫星信号抗干扰处理方法。

背景技术

自适应波束形成技术的概念是由Van Atta于1959年最先提出的。Howell在1965年提出了自适应旁瓣相消器。它由一根高增益的主天线和一根辅助天线构建，可以抑制一个干扰。随后，Applebaum在此基础上提出多重旁瓣相消器，可以同时抑制多个干扰，提高了抑制干扰能力。1969年，Capon提出了一种基于最小方差无失真响应(Minimum VarianceDistortionless Response，MVDR)准则的自适应波束形成算法，利用阵列接收数据的统计特性来计算最优权值向量，使自适应波束形成技术取得了突破性进展。随着研究的不断深入，自适应波束形成算法理论和结构体系逐渐完善和成熟。

自适应波束形成技术是一种基于数据的技术，根据接收到的多通道信号数据自适应调整，形成最优权向量，提取出所需的信号，大幅度提升输出信号的信干噪比，增强期望信号，抑制干扰和噪声。最小方差无失真响应是广为人知的自适应波束形成算法，它假定所期望的信号和天线阵列结构准确已知。MVDR波束形成器要求最小化输出干扰加噪声的功率，由于期望信号成分被设置成常数约束，因此等价于最小化输出总功率。MVDR具有良好的分辨率和干扰抑制能力，但对转向矢量和协方差矩阵失配很敏感。当接收到的数据中出现预期信号时，波束形成器的有效性会严重降低，甚至产生“自消”现象，这在实际应用中是不可避免的。因此，在过去的几十年里，如何提高自适应波束形成器的鲁棒性逐渐成为人们研究的热点。

发明内容

本发明提供一种卫星信号抗干扰处理方法。用于提高协方差矩阵重构精度，避免出现“自消”现象。

本申请提供一种卫星信号抗干扰处理方法，包括：利用均匀线阵对卫星发出的远场窄带信号进行处理，确定干扰与噪声协方差矩阵和期望信号导向向量；基于所述干扰与噪声协方差矩阵和期望信号导向向量确定加权矢量；基于所述加权向量对卫星发出的远场窄带信号进行抗干扰处理，得到处理后的信号。

其中，所述利用均匀线阵对卫星发出的远场窄带信号进行处理，确定干扰与噪声协方差矩阵和期望信号导向向量的步骤，包括：重构所述均匀线阵中的干扰与噪声协方差矩阵模型；利用干扰与噪声协方差矩阵模型对卫星发出的远场窄带信号进行处理，得到干扰与噪声协方差矩阵；利用干扰与噪声协方差矩阵确定期望信号导向向量。

其中，所述重构所述均匀线阵中的干扰与噪声协方差矩阵模型的步骤，包括：确定投影矩阵；根据投影矩阵得到样本协方差矩阵；基于样本协方差矩阵确定初始干扰与噪声协方差矩阵模型；利用三点高斯-勒让德方法对初始干扰与噪声协方差矩阵模型进行处理，得到干扰与噪声协方差矩阵模型。

其中，确定投影矩阵的步骤，包括：构建第一协方差类矩阵；对第一协方差类矩阵进行特征分解，得到第二协方差类矩阵；确定二协方差类矩阵的逆矩阵；基于逆矩阵得到投影矩阵。

其中，所述根据投影矩阵得到样本协方差矩阵的步骤，包括：

利用如下公式得到样本协方差矩阵

其中，表示为噪声功率的估计值，B表示为投影矩阵，I_M是单位矩阵；

所述基于样本协方差矩阵确定初始干扰与噪声协方差矩阵模型的步骤，包括：

利用如下公式得到初始干扰与噪声协方差矩阵模型