[其他]全向自适应阵信号处理器

说明书

本发明涉及一种用于通信机抗干扰的全向自适应阵信号处理器。

目前，国外已有多种用于通信抗干扰的自适应阵信号处理器。如美国R.L.Rieglar等人的用于调幅通信的自适应信号处理器和R.T.Compton的用于扩谱通信系统的自适应阵信号处理器。这两种自适应阵信号处理器有效地解决了调幅和扩谱通信系统中抗有源干扰问题，但它们都不能用于窄带调频和窄带调相通信系统中。又如美国R.T.Compton的功率反演自适应信号处理器和Inder.J.Gupta的修正Apple-baum自适应阵信号处理器，虽然两者都可用于窄带调频和窄带调相系统中，而且前者还具有全向自适应功能，但它们都要求输入处的信号与干扰之比或信号与噪声之比远小于0db，这使得它们的使用受到很大限制。另外，美国休斯飞机公司和英国J.R.F.Gny等人还分别有用于UHF频段通信的自适应阵信号处理器和开环零点控制园阵，但它们都需要由操作员控制，不利于无人值守，而且结构复杂，价格昂贵。再有美国D.D.Effinger的自适应阵信号处理器和T.J.Shan等人的自适应天线阵系统，虽然可用于多种通信系统，而且具有全向自适应能力，但结构复杂，需要用小型计算机作为处理器，因此不利于设备小型化，也不利于推广使用。

本发明的任务是提供一种结构简单，价格便宜，可抗宽带同频干扰且具有全向自适应能力的用于窄带调频或窄带调相通信系统的信号处理器。

如（图1）所示，本发明的任务是使用LMS算法并以如下方式完成的：t₁时刻，被干扰污染的信号（以下简称信号）由输入端[1]、[2]进入处理器（干扰的带宽大于信号带宽，干扰与信号中心频率相同）。由[1]进入的信号被分成两路，一路通过四分之一波长移相器[3]被送到乘法 器[5]的一个输入端，另一路直接送到乘法器[4]的一个输入端。由[2]进入的信号被送到有固定乘数的倍乘器[7]。乘法器[4]、[5]的输出以及倍乘器[7]的输出一起加到求和器[9]的三个输入端，经求和后由输出端[11]输出。与此过程进行的同时，经输入端[2]来的信号还被送到窄带滤波器组[8]，[8]的输出为与信号强相关、与干扰弱相关的参考信号，此参考信号与输出端[11]上的信号一同被送到求差器[10]的两个输入端，[10]的输出与经由输入端[1]、[2]和移相器[3]来的信号一同被送到LMS算法运算器[6]，运算器[6]经运算后输出两个值分别送到乘法器[4]、[5]的另外两个输入端。

t₂时刻经由输入端[1]和移相器[3]送到乘法器[4]、[5]的信号分别乘以运算器[6]输出的两个值以后，与t₂时刻经由输入端[2]和倍乘器[7]来的信号同时送到求和器[9]，求和后由输出端[11]输出。以上过程循环重复，则可以实现在求和器[9]处，不希望接收的干扰相互抵消，而希望接收的信号被保留下来。

本发明结构简单，易于实现。由于是从输入信号中用窄带滤波器组直接提取参考信号，因此可用于窄带调频或窄带调相通信系统抗宽带干扰，而且输入处的信号与干扰之比可以大于0db，同时还可用于调幅通信系统抗宽带干扰。由于这种提取参考信号的方法不要求输入端[1]上的信干比与[2]上的信干比有明显的差别，因此使用本发明构成的通信机的天线可以使用全向天线，所以本发明具有全向自适应能力。另外，由于处理器中有一路信号经固定乘数的倍乘器加至求和器[9]，因此避免了没有信号和干扰输入时处理器的零增益问题。当干扰带宽大于信号带宽50%时，本发明对信号与干扰之比的改善优于15至20db。

以下结合附图对发明作进一步描述。

图1是本发明的方框图。

图2是四分之一波长移相器的电原理图。

图3是窄带滤波器组的电原理图。

图4是窄带滤波器组频率特性示意图。

图5、6是本发明在双通道接收机上的使用方法示意图。

参照图1，乘法器[4]、[5]可均采用晶体管，或场效应管，或双栅场效应管，或专用集成电路。具体器件的选择视输入信号的动态范围而定，效果最好的是专用集成电路。

LMS算法运算器[6]是标准的LMS算法运算器。

倍乘器[7]的乘数是大于零小于1的正数，因此最好用电阻器构成的衰减器作为倍乘器，乘数（或衰减系数）的选定与实际系统的带宽和信号的带宽有关，因此实现该发明时，最好将衰减器做成可调的。

求和器[9]和求差器[10]采用场效应管或运算放大器，要求必须保证各输入端之间的隔离优于40db，使用运算放大器时，单位增益带宽必须大于处理器工作频率的10倍。