文獻標識碼: A
文章編號: 0258-7998(2012)12-0105-04
自適應陣列天線利用期望和干擾的不同空間來向,通過空域自適應濾波,把天線方向圖主瓣對準期望信號,零陷對準干擾,最終抑制干擾,提高系統(tǒng)輸出信干噪比SINR(Signal-to-Interference-Noise Ratio)。目前自適應濾波算法包括了各種盲算法和非盲算法[1],同時,針對復雜系統(tǒng)的波束合成也有相關研究,例如,多用戶無線通信系統(tǒng)、協(xié)同通信網(wǎng)絡、頻率選擇性衰落環(huán)境等[2-4]。但任何算法都需要首先通過正交變換,把陣元接收的實信號轉換為復信號。基本的變換方法包括抽取濾波、Hilbert變換[5]以及正交數(shù)字下變頻。采用數(shù)字下變頻方式實現(xiàn)正交化時,由于未進行載波同步,必然存在殘留頻差。該殘留頻差會對自適應濾波算法存在影響,如何克服這種影響,是工程實現(xiàn)過程中需要解決的問題。
1 中頻信號模型
目前的軟件無線電接收機,由于器件性能的限制,無法實現(xiàn)射頻直接采樣[6],所以,中頻數(shù)字化的超外差結構是普遍采用的方案。自適應陣列天線作為單獨功能模塊,其數(shù)字信號處理模塊位于ADC之后,對于單個通道,輸入期望信號s0(t)是頻率為fIF,帶寬為Bs的中頻信號,輸出也是相同頻率的中頻信號。在采用數(shù)字調(diào)制情況下,中頻信號可以表示為:
對于下變頻模塊,輸出同相和正交支路分別對應復基帶信號的實部和虛部。由于變頻對噪聲統(tǒng)計特性沒有
比較式(30)與式(19),二者相等。所以,此時分析方法和結論與2.2節(jié)是相同的。
3 仿真
仿真采用8陣元均勻線陣,陣元間距為載波半波長,采用QPSK調(diào)制,其中頻頻率為70 MHz,帶寬為10 MHz,信噪比為10 dB,入射角度為60°。同時,存在一個同頻的點頻干擾信號,為了便于圖中觀察,采用較小干噪比3 dB,入射角度150°。系統(tǒng)采樣率為100 MHz,而且進行帶通采樣。
圖3為陣列接收中頻信號頻譜,由于100 MHz帶通采樣,所以30 MHz和70 MHz都有信號。頻譜中,干擾疊加在載波頻率位置,為單譜線。
在窄帶的自適應陣列天線的設計中,可以采用正交變換獲得中頻輸入信號的解析信號。即使輸出零中頻信號存在殘留頻差,只要上下變頻采用相同本振,該殘留頻差不會對抗干擾產(chǎn)生影響。即使在帶通采樣情況下,結論也相同。
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