摘 要： 降低計算量是GPS空時抗干擾的主要問題，基于相關(guān)相減結(jié)構(gòu)的多級維納濾波法不需求解阻塞矩陣，可有效地降低計算量。對相關(guān)相減多級維納濾波法進行改進，進一步降低運算量，并且有幾乎相同的性能。仿真結(jié)果表明，改進的多級維納濾波法能有效地過濾各種干擾，證明了其有效性。
關(guān)鍵詞： GPS；空時；降維；MCSA-MWF
隨著GPS的不斷發(fā)展，其在軍事和民用這兩方面都顯示出了巨大的作用，并在各領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應用，人們對其的依賴也越來越高[1]。但由于GPS本身的脆弱性，其易被干擾的問題也日益突出，因此需要一些抗干擾技術(shù)來對干擾進行抑制。主要的抗干擾方法有時域濾波抗干擾技術(shù)、空域濾波抗干擾技術(shù)和空時抗干擾技術(shù)等[2]。空時抗干擾技術(shù)相對于傳統(tǒng)的空域濾波技術(shù)，在不增加陣元的前提下，大大增加了陣的自由度，從而增加了可以處理的干擾數(shù)目，而且具有分辨頻率的能力，具有很好的抗干擾性能[3]。但是空時抗干擾技術(shù)帶來好處的同時，也大大增加了計算量，為了降低計算量以便于實際的應用，需要對其進行降維簡化處理。GOLDSTEIN J S提出的多級維納濾波法（MWF）[4]通過逐級降維和不需要求解逆矩陣的特點降低了計算量，但其引入的阻塞矩陣求解繁瑣，計算量依舊較大。而基于相關(guān)相減結(jié)構(gòu)的多級維納濾波法（CSA-MWF）不需要求解MWF中的阻塞矩陣，從而進一步降低了計算量[5]。但與MWF相比，CSA-MWF通過每級濾波器的相關(guān)數(shù)據(jù)維數(shù)不減。本文在CSA-MWF的結(jié)構(gòu)基礎上做出了改進，通過逐級降維進一步降低了計算量。仿真結(jié)果表明，本文的方法與CSA-MWF有近乎相同的性能，證明了其有效性。
從圖4可以看出，經(jīng)過MCSA-MWF降維，對于占整個頻帶的寬頻干擾能在60°方向的整個頻帶上形成零陷；部分寬頻干擾在10°方向上形成了歸一化0~0.5頻率范圍的零陷；單頻干擾在其-20°方向上歸一化0.6頻點上形成零陷。由此可知，改進后的基于相關(guān)相減多級維納濾波法在各種干擾的方向上的相應頻點處都能形成零陷，過濾干擾保留有用信號，在方向角和頻率上都有很好的分辨能力。
4.2 MCSA-MWF和CSA-MWF性能對比
均勻線陣陣元數(shù)M=3；時間延遲單元數(shù)N=5；信噪比為-20 dB；干噪比為40 dB；改變?yōu)V波器的階數(shù)分別在寬帶干擾、窄帶干擾、寬帶窄帶混合干擾下的兩種降維算法最小輸出均方誤差曲線圖如圖5~圖7所示。
從圖5可以看出，CSA-MWF和MCSA-MWF對于窄帶干擾，D=2時開始收斂。從圖6和圖7可以看出，當濾波器維數(shù)分別為6和7時開始收斂。由此可知CSA-MWF和MCSA-MWF兩種降維方法不論是對于窄帶干擾、寬帶干擾還是對于混合干擾等情況，在達到一定的輸出最小均方誤差的情況下，都可以起到良好的降維效果，性能基本相同。
參考文獻
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