一种三通道自适应共址宽带干扰抑制方法及系统

技术领域

本发明涉及电磁兼容技术领域，尤其适用于同址多天线的共址干扰抑制的一种三通道自适应共址宽带干扰抑制方法及系统。

背景技术

共址通信平台往往安装有大量的天线，由于空间有限，从而导致天线间的隔离度有限。当大功率发射机和宽带接收机同时工作时，极易导致接收机前端饱和而减敏，甚至损坏，而无法正常接收有用信号。自适应共址干扰抑制系统可以较好的抵消共址干扰，有效的保护接收机的正常工作。传统的自适应共址干扰抑制系统通常采用增加时延环节的简便方法来提高干扰的抑制能力，特别是宽带干扰。但受电磁波的传播特性以及延时器精度的限制，难以保证时延实时精确匹配，从而导致宽带干扰的抑制性能下降，干扰带宽越宽，下降越显著。而且实际场景中存在部分天线受到导载体平台运动以及天气因素影响，出现摆动的情况，此时必然引起天线间耦合时延的动态变化，从而导致时延匹配误差增大，严重影响了自适应干扰抑制系统的宽带干扰抑制性能。

发明内容

本发明主要针对目前自适应共址干扰抑制系统由于时延匹配精度和天线摇摆场景，而导致干扰抑制性能，特别是宽带干扰的抑制能力显著下降的问题，提出一种三通道结构的宽带鲁棒自适应共址干扰抑制方法和系统。该系统能显著提高延时有限匹配精度和大匹配误差下的宽带干扰抑制性能，增强了系统对于复杂应用场景的适应性,具体采用如下技术方案:

一种三通道自适应共址宽带干扰抑制系统，其特征在于，设置在本地发射机和本地接收机之间，包括：

多路功分器：用于进行输入参考信号的等功率分配3路输出至时延器；

耦合器I：用于从发射天线提取干扰参考信号送入功分器；

延迟器组：包括若干延时器，用于对功分器输出3路信号的时延处理，并将处理后的信号送入电可调衰减器和相关器；

相关器组：包括若干相关器，用于对干扰对消剩余信号和参考信号做相关运算，并将运算结果作为电可调衰减器的控制信号，控制电可调衰减器衰减量的大小；

电可调衰减器组：包括若干电可调衰减器，用于对经时延后的参考信号幅值调整，并将调整后的信号送入合成器，生成干扰抵消信号；

合成器：用于将经过幅值调整的3路信号合并输出，送入耦合器I以抵消接收干扰信号；

耦合器II：用于将合成信号与接收干扰信号相抵消，并将剩余信号送入相关器。

在上述的一种三通道自适应共址宽带干扰抑制系统，所述延迟器组包括：

延迟器I：用于对干扰提取信号做静态时延匹配，并将匹配信号送入电可调衰减器I；

延迟器II：用于对干扰提取信号做一侧最大动态范围的时延匹配，并将匹配信号送入电可调衰减器II；

延迟器III：用于对干扰提取信号做另一侧最大动态范围的时延匹配，并将匹配信号送入电可调衰减器III。

在上述的一种三通道自适应共址宽带干扰抑制系统，所述相关器组包括：

相关器I：用于对干扰对消剩余信号和经过时延I的参考信号做相关运算，产生控制电可调衰减器I的控制信号，并送入电可调衰减器I；

相关器II：用于对干扰对消剩余信号和经过时延II的参考信号做相关运算，产生控制电可调衰减器II的控制信号，并送入电可调衰减器II；

相关器III：用于对干扰对消剩余信号和经过时延III的参考信号做相关运算，产生控制电可调衰减器III的控制信号，并送入电可调衰减器III。

在上述的一种三通道自适应共址宽带干扰抑制系统，所述电可调衰减器组包括：

电可调衰减器I：用于对经过时延I的参考信号做幅值调整，并产生用于合成的输出信号，并将输出信号送入合成器；

电可调衰减器II：用于对经过时延II的参考信号做幅值调整，并产生用于合成的输出信号，并将输出信号送入合成器；

电可调衰减器III：用于对经过时延III的参考信号做幅值调整，并产生用于合成的输出信号，并将输出信号送入合成器。

一种三通道自适应共址宽带干扰抑制系统的抑制方法，其特征在于，包括：

步骤1，耦合器I从发射天线提取发射信号作为副本，送入三路功分器；

步骤2，三路功分器对耦合器I提取的发射信号进行等功分处理，输出三路等幅值同相参考信号，分别送入延迟器I、延迟器II和延迟器III；

步骤3，延迟器I、延迟器II和延迟器III分别对三路参考信号进行时延处理后，输出三路信号分别送入电可调衰减器I、相关器I、电可调衰减器II、相关器II和电可调衰减器III、相关器III；

步骤4，电可调衰减器I、电可调衰减器II、电可调衰减器III对输入的三路参考信号进行幅值调整，输出送入三路合成器做加法运算，运算后的输出再送入耦合器II；

步骤5，耦合器II将三路合成器输出的合成信号耦合至接收天线，与接收干扰信号进行对消，并将对消剩余信号送入相关器I、相关器II和相关器III；

步骤6，相关器I、相关器II和相关器III对耦合器II输出对消剩余信号和延迟器I、延迟器II和延迟器III输出的三路延时参考信号进行运算，并将运算结果送入电可调衰减器控制端，用于调整三路参考信号幅值大小，电可调衰减器的输出用于对消干扰信号。

在上述的方法，所述步骤2中，定义经过延迟器I、延迟器II和延迟器III的参考信号为

干扰信号为

在上述的方法，所述步骤3中，经过延时处理后的信号表示为：

其中,

在上述的方法，所述步骤4中，经过相关器I、相关器II和相关器III输出控制的电可调衰减器I、电可调衰减器II和电可调衰减器III的输出信号，经过合成器输出为

其中，

在上述的方法，所述步骤5中，干扰对消剩余信号为

其中，

在上述的方法，所述步骤6中，进行运算的加权量

其中,

有益效果：本发明中耦合器I用于从发射天线耦合干扰信号作为副本用于自适应干扰抑制系统重构接收干扰信号；延迟器I、延迟器II和延迟器III用于对干扰提取信号进行时延处理，用于匹配天线的静态和动态时延，并产生三路参考信号；电可调衰减器对参考信号进行幅值调整；合成器实现经电可调衰减器幅值调整后的信号的合并，产生用于对消接收干扰信号的干扰重构信号；耦合器II用于将合成器输出的干扰重构信号与接收干扰信号对消，并将对消剩余信号送入相关器；相关器用于将参考信号和对消剩余信号进行相关运算，并将运算结果用于控制电可调衰减器的衰减量大小。以上方案可提高自适应共址干扰抑制系统的宽带干扰抑制性能。

本发明系统用于解决共址通信平台自适应共址干扰抑制系统在抑制宽带干扰时对时延匹配误差敏感的问题，并在大时延匹配误差下提高宽带干扰的抑制水平。

附图说明

图1为本发明的应用场景信号传输示意图。

图2为本发明的硬件连接结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

本发明基本原理如下：

假设经过延迟器I、延迟器II和延迟器III的参考信号为

假设干扰信号为

干扰对消剩余信号为

其中，

经过相关器I、相关器II和相关器III输出控制的电可调衰减器I、电可调衰减器II和电可调衰减器III的输出信号，经过合成器输出为

其中加权量（也即电可调衰减器的衰减量）由相关器由如下运算决定

其中

(6)

其中

将式（6）代入式（5）可得稳态权值

三路延迟输出信号的表达式见（1）式

相关器实现的积分运算见式（5），物理上，如系统图，相关器输出通过导线连接电可调衰减器控制口；

实现对消由式（3）或（7）表达，由对三路参考信号的加权实现干扰对消目的。

实现本发明共址宽带干扰抑制系统的技术方案为：一种三通道自适应共址宽带干扰抑制系统，它由耦合器I、三路功分器、延迟器、电可调衰减器、相关器、合成器、耦合器II构成。

耦合器I，从发射天线提取部分发射信号作为自适应干扰抑制系统处理的干扰副本，并将该副本信号送入三路功率分配器进行信号分路。

三路功分器，将干扰副本信号分配为三路输出参考信号，并分别送入延迟器I、延迟器II和延迟器III，该三路参考信号等幅同相。

延迟器I，将功分器输出的一路参考信号进行时延，时延量由天线静态时延决定，并将时延后的参考信号送入电可调衰减器I进行幅值调整。

延迟器II和延迟器III，将功分器输出的两路参考信号进行时延，时延量由天线的动态时延决定，并将时延后的参考信号送入电可调衰减器II和电可调衰减器III进行幅值调整。

电可调衰减器I、电可调衰减器II和电可调衰减器III，用于调整三路功分器输出参考信号的幅值，并将输出信号送入三路合成器，用以产生干扰重构信号并于接收干扰信号相对消，电可调衰减器一般基于PIN管结构的双极性电可调衰减器或者程控步进衰减器。

合成器，用于将电可调衰减器输出的经过时延及幅值调整的参考信号合成，并输出一路干扰重构信号，送入耦合器II，用于与接收干扰信号相对消。

耦合器II，将合成器输出的干扰重构信号送至接收天线，与接收干扰信号相对消，并将对消后的剩余干扰信号送入相关器，用于相关检测和电可调衰减器的控制。

相关器，用于将经过时延的参考信号和对消剩余信号进行相关运算，并将运算结果用于控制电可调衰减器对参考信号的衰减量大小。相关器一般由乘法器、低通滤波器组成。乘法器可选择AD835、MC1954L等芯片，低通滤波器可选择ICL7650等芯片构成。

下面结合附图进行详细说明。

如图1所示，共址通信平台有一台大功率发射机和一台宽带接收机，当两台设备同时工作时，发射机的发射信号会通过空间耦合方式干扰接收机的正常工作。自适应共址干扰抑制系统可以采样本地发射机的发射信号，通过幅值和相位的调整，重构耦合干扰信号，并在接收端对消干扰信号，保护接收机的正常工作。但传统自适应共址干扰抑制系统在对消宽带干扰时对时延匹配的敏感度较高，特别是天线摆动场景下的宽带干扰抑制能力较差。本发明改进传统自适应共址干扰抑制系统的架构，采用三通道自适应干扰抑制架构，由三路时延器对天线做静态和动态匹配，并由相关反馈控制环路结合电可调衰减器，实现参考信号幅值调整，最终实现干扰信号的重构，提高自适应共址干扰抑制系统在宽带干扰应用场景下的抑制能力。

如图2所示，三通道自适应宽带干扰抑制系统，包括耦合器I、功分器、延迟器、相关器、电可调衰减器、合成器、耦合器II。

耦合器I与发射天线相联，输出端与三路功分器相联。耦合器I从发射天线提取发射信号副本，作为自适应共址干扰抑制系统的干扰提取信号，用于自适应共址干扰抑制系统产生耦合干扰重构信号，并实现与接收干扰信号的相对消。

三路功分器输入与耦合器I相联，对耦合器提起的干扰信号进行等幅同相分路，输出三路参考信号分别与延迟器I、延迟器II、延迟器III相联。

延迟器I、延迟器II和延迟器III的输入与三路功分器的输出相联，对参考信号进行时延处理，并输出三路时延参考信号，分别与电可调衰减器I、电可调衰减器II和电可调衰减器III相联。

电可调衰减器I、电可调衰减器II和电可调衰减器III的输入分别与延迟器I、延迟器II和延迟器III的输出相联。电可调衰减器实现输入信号的幅值调整，由相关器控制调整量，用于干扰信号重构。电可调衰减器可采用双极性电可调衰减器或者步进衰减器。电可调衰减器的输出与合成器相联。

合成器输入与电可调衰减器I、电可调衰减器II和电可调衰减器III的输出相联，输出与耦合器II相联。合成器对输入信号进行合成，输出干扰重构信号，用于与接收干扰信号对消。

相关器I、相关器II和相关器III的输入分别与延迟器输出和耦合器II输出相联，其输出与电可调衰减器相联。相关器实现参考信号与干扰对消剩余信号的相关运算，并由运算结果控制电可调衰减器的衰减量。相关器可由低通滤波器和乘法器构成。

乘法器的两个输入分别与延迟器的输出和耦合器II的输出相联，输出与低通滤波器的输入相联。乘法器实现参考信号与对消剩余信号的相乘运算。运算结果的交流量由低通滤波器滤除，直流量保留。乘法器可选择AD835、MC1954L等芯片。

低通滤波器的输入与乘法器输出相联，输出电可调衰减器相联。低通滤波器用于滤除乘法器输出的交流量，保留直流量，并通过该直流量控制电可调衰减器。低通滤波器可由ICL7650等芯片构成。

耦合器II输入与合成器相联，输出与相关器相联。耦合器II实现合成器输出的干扰重构信号与接收干扰信号相对消，并将对消剩余信号送入相关器，进行相关运算。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。