文献标识码: A
文章编号: 0258-7998(2012)12-0105-04
自适应阵列天线利用期望和干扰的不同空间来向,通过空域自适应滤波,把天线方向图主瓣对准期望信号,零陷对准干扰,最终抑制干扰,提高系统输出信干噪比SINR(Signal-to-Interference-Noise Ratio)。目前自适应滤波算法包括了各种盲算法和非盲算法[1],同时,针对复杂系统的波束合成也有相关研究,例如,多用户无线通信系统、协同通信网络、频率选择性衰落环境等[2-4]。但任何算法都需要首先通过正交变换,把阵元接收的实信号转换为复信号。基本的变换方法包括抽取滤波、Hilbert变换[5]以及正交数字下变频。采用数字下变频方式实现正交化时,由于未进行载波同步,必然存在残留频差。该残留频差会对自适应滤波算法存在影响,如何克服这种影响,是工程实现过程中需要解决的问题。
1 中频信号模型
目前的软件无线电接收机,由于器件性能的限制,无法实现射频直接采样[6],所以,中频数字化的超外差结构是普遍采用的方案。自适应阵列天线作为单独功能模块,其数字信号处理模块位于ADC之后,对于单个通道,输入期望信号s0(t)是频率为fIF,带宽为Bs的中频信号,输出也是相同频率的中频信号。在采用数字调制情况下,中频信号可以表示为:
对于下变频模块,输出同相和正交支路分别对应复基带信号的实部和虚部。由于变频对噪声统计特性没有
比较式(30)与式(19),二者相等。所以,此时分析方法和结论与2.2节是相同的。
3 仿真
仿真采用8阵元均匀线阵,阵元间距为载波半波长,采用QPSK调制,其中频频率为70 MHz,带宽为10 MHz,信噪比为10 dB,入射角度为60°。同时,存在一个同频的点频干扰信号,为了便于图中观察,采用较小干噪比3 dB,入射角度150°。系统采样率为100 MHz,而且进行带通采样。
图3为阵列接收中频信号频谱,由于100 MHz带通采样,所以30 MHz和70 MHz都有信号。频谱中,干扰叠加在载波频率位置,为单谱线。
在窄带的自适应阵列天线的设计中,可以采用正交变换获得中频输入信号的解析信号。即使输出零中频信号存在残留频差,只要上下变频采用相同本振,该残留频差不会对抗干扰产生影响。即使在带通采样情况下,结论也相同。
参考文献
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