專利名稱：一種抗外界脈沖干擾的陣列校準預處理方法
技術領域：
本發(fā)明涉及陣列校準及陣列信號處理技術，具體涉及該類技術中的抗外界脈沖干擾的陣列校準預處理技術，具體為一種抗外界脈沖干擾陣列校準預處理方法。
背景技術：
目前陣列天線及陣列接收機已經(jīng)廣泛應用于移動通信、廣播電視、雷達系統(tǒng)和導航等無線電系統(tǒng)中。一般情況下，在進行陣列信號處理時，通常假設天線陣列的陣列流型是精確已知的，并且天線陣列及后續(xù)的陣列接收通道之間是沒有幅度及相位偏差的，從而獲得優(yōu)良的陣列信號處理性能。然而，在實際系統(tǒng)中，天線陣列的陣列流型及陣列接收通道因設備本身的不一致性以及外部環(huán)境的影響，會與上述理想情況有較大偏差。因此，實際應用的陣列接收系統(tǒng)(包括天線陣列和陣列接收通道)的整體性能會出現(xiàn)嚴重惡化。所以，在實際應用中必須對天線陣列及陣列接收通道進行幅度/相位一致性校準。為了解決天線陣列及陣列接收機存在的幅/相不一致性偏差，人們一直在研究陣列誤差校準算法。文獻“Multilinear Array Manifold Interpolation" (Schmidt R 0.， IEEE Trans. On Signal Processing, 1992,40 (4) :857-866)提出通過直接對陣列流型進行離散測量、內(nèi)插、存儲來實現(xiàn)陣列誤差校準。這種方法的實現(xiàn)代價高且效果不佳。文獻“D0A estimation with sensor gain， phase and position perturbations，， (Zhang M， Zhu Z D. , Proceedings of the IEEENational Aerospace and Electronics Conference，1993 : 67-69)提出將陣列誤差校準問題轉化為一個對陣列擾動進行建模的參數(shù)估計問題，從而實現(xiàn)陣列校準。但是，現(xiàn)有的各種基于發(fā)射輔助信號實現(xiàn)陣列校準的算法，都是以陣列校準過程為理想過程，即認為陣列校準過程不會受到外部脈沖的干擾為前提的。一般情況下，發(fā)射的輔助信號都選擇容易產(chǎn)生和識別的頻率固定的單頻信號。但也正是這個原因，當出現(xiàn)外界干擾脈沖時，其會極大地影響甚至破壞單頻信號固有的屬性，這時若仍按照無干擾脈沖情況而設計的陣列校準算法計算陣列通道幅/相校準系數(shù)，其結果不能反映陣列通道的真實幅/相不一致性偏差。其原因是陣列天線中的各個天線單元接收到的干擾脈沖的相位是不相同的，這會被帶入到陣列校準算法中，從而影響陣列通道幅/相校準系數(shù)的可信度和準確度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種抗外界脈沖干擾的陣列校準預處理方法，該方法具有實時、準確判斷當前陣列校準過程中是否受到外界脈沖干擾、并依據(jù)此判斷結果引導后續(xù)陣列校準過程的特點。本發(fā)明提供的一種抗外界脈沖干擾的陣列校準預處理方法，其特征在于，該方法包括下述步驟(Al)陣列天線和陣列接收機接收來自陣列校準信號源發(fā)射的單頻信號，接收機的
3任意一路接收通道在某一采樣時刻的輸出信號記為Si (η)，i為通道的序號，1 < i < M，M為陣列接收機的接收通道數(shù)，η為采樣時刻的序號；(Α2)同步數(shù)字下變頻對陣列接收機各個通道輸出的疊加了噪聲的單頻信號Si (η) 進行數(shù)字下變頻，得到第η個采樣時刻的由同相分量Ι(η)和正交分量Q(n)組成的帶通復信號X(n)；(A3)根據(jù)量化后得到的Ii (n) ,Qi (η)信號分量計算陣列接收機的第i個接收通道當前輸出信號的包絡波Ei (η)及脈沖干擾度因子Ci ；(Α4)計算M個通道輸出信號的脈沖干擾度因子的平均值C，并判斷其是否小于預設設定的閾值ε，ε為一個小于1的正數(shù)。如果是，則判定當前陣列校準過程未受到外界脈沖干擾，陣列校準預處理過程結束；否則，則判定當前陣列校準過程受到外界脈沖干擾， 重新進入陣列校準過程。本發(fā)明提供的另一種抗外界脈沖干擾的陣列校準預處理方法，其特征在于，該方法包括下述步驟(Bl)M通道的陣列天線和陣列接收機接收來自陣列校準信號源發(fā)射的單頻信號；(Β2)由同步DDC進行正交數(shù)字下變頻得到由同相分量I (η)和正交分量Q (η)組成的帶通復信號Χ(η)，取其同相分量I (η)或正交分量Q(n)作為對應的帶通實信號χ (η)；(Β3)根據(jù)量化后得到的Ii (n) ,Qi (η)信號分量計算陣列接收機的第i個接收通道的輸出信號在一段時間內(nèi)的歸一化峰度值NKurti ；(B4)計算M個通道輸出信號的歸一化峰度的平均值Nkurt，并判斷其與常數(shù)1. 5 的偏差是否小于預先設定的閾值ε，ε為一個小于1的正數(shù)；如果是，則判定當前陣列校準過程未受到外界脈沖干擾，陣列校準預處理過程結束；否則，則判定當前陣列校準過程受到外界脈沖干擾，重新進入陣列校準過程。本發(fā)明方法采用基于信號恒包絡檢測和信號歸一化峰度檢測原理，具有實時、準確判斷當前陣列校準過程中是否受到外界脈沖干擾、并依據(jù)此判斷結果引導后續(xù)陣列校準過程的特點。本發(fā)明與其它方法或裝置相比，其特點是消除了現(xiàn)有陣列校準方法和裝置在進行陣列校準過程中，根本不考慮外界干擾的問題，因而能夠獲得準確可信的陣列通道幅/ 相不一致性校準系數(shù)，真實反映陣列通道之間的幅相偏差關系。


圖1是基于恒包絡檢測的陣列校準抗脈沖干擾預處理方法流程圖；圖2是基于歸一化峰度判決的陣列校準抗脈沖干擾預處理方法流程圖。
具體實施例方式下面結合

本發(fā)明的具體實施方法和過程。本發(fā)明采用單頻信號作為陣列校準過程之輔助信號，并且假設陣列接收機有M個接收通道，對應陣列天線的M個天線陣元。如圖1所示，本發(fā)明提供的一種抗外界脈沖干擾的陣列校準預處理方法，包括下述步驟(Al)M通道的陣列天線和陣列接收機接收來自陣列校準信號源發(fā)射的單頻信號，接收機的任意一路接收通道在某一采樣時刻的輸出信號Si(H)，可表示為
權利要求
1.一種抗外界脈沖干擾的陣列校準預處理方法，其特征在于，該方法包括下述步驟 (Al)陣列天線和陣列接收機接收來自陣列校準信號源發(fā)射的單頻信號，接收機的任意一路接收通道在某一采樣時刻的輸出信號記為Si (η)，i為通道的序號，1 < i < M，M為陣列接收機的接收通道數(shù)，η為采樣時刻的序號；(Α2)同步數(shù)字下變頻對陣列接收機各個通道輸出的疊加了噪聲的單頻信號Si (η)進行數(shù)字下變頻，得到第η個采樣時刻的由同相分量Ι(η)和正交分量Q(n)組成的帶通復信號 X (η)；(A3)根據(jù)量化后得到的Ii (n) ,Qi (η)信號分量計算陣列接收機的第i個接收通道當前輸出信號的包絡波Ei (η)及脈沖干擾度因子Ci ；(Α4)計算M個通道輸出信號的脈沖干擾度因子的平均值C，并判斷其是否小于預設設定的閾值ε，ε為一個小于1的正數(shù)。如果是，則判定當前陣列校準過程未受到外界脈沖干擾，陣列校準預處理過程結束；否則，則判定當前陣列校準過程受到外界脈沖干擾，重新進入陣列校準過程。
2.一種抗外界脈沖干擾的陣列校準預處理方法，其特征在于，該方法包括下述步驟 (Bl)M通道的陣列天線和陣列接收機接收來自陣列校準信號源發(fā)射的單頻信號；(Β2)由同步DDC進行正交數(shù)字下變頻得到由同相分量I (η)和正交分量Q (η)組成的帶通復信號X(η)，取其同相分量I (η)或正交分量Q(n)作為對應的帶通實信號χ (η)；(Β3)根據(jù)量化后得到的Ii (η)、& (η)信號分量計算陣列接收機的第i個接收通道的輸出信號在一段時間內(nèi)的歸一化峰度值NKurti ；(B4)計算M個通道輸出信號的歸一化峰度的平均值Nkurt，并判斷其與常數(shù)1. 5的偏差是否小于預先設定的閾值ε，ε為一個小于1的正數(shù)；如果是，則判定當前陣列校準過程未受到外界脈沖干擾，陣列校準預處理過程結束；否則，則判定當前陣列校準過程受到外界脈沖干擾，重新進入陣列校準過程。
全文摘要
本發(fā)明公開一種抗外界脈沖干擾的陣列校準預處理方法，它依據(jù)信號包絡檢測或者信號歸一化峰度檢測原理，實現(xiàn)陣列校準過程中的抗干擾處理機制。本發(fā)明裝置計算陣列天線和陣列接收機輸出的單頻校準信號的包絡參數(shù)，或者計算陣列天線和陣列接收機輸出的單頻校準信號的歸一化峰度值；由門限判決器判斷當前陣列接收機的輸出是否受到外界脈沖的干擾，以確保后續(xù)進行的陣列校準過程及結果的正確性。本發(fā)明具有實時、準確判斷當前陣列校準過程中是否受到外界脈沖的干擾，并依據(jù)該判斷結果引導陣列校準過程的特點。
文檔編號G01R31/00GK102508060SQ201110320900
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月20日 優(yōu)先權日2011年10月20日
發(fā)明者姚鎮(zhèn), 羅冶, 譚萍, 馬洪 申請人:華中科技大學