应用自适应滤波抑制星载接收机带内干扰的探索

曾巍 刘航 韩冬

(航天东方红卫星有限公司，北京 100094)



应用自适应滤波抑制星载接收机带内干扰的探索

曾巍 刘航 韩冬

(航天东方红卫星有限公司，北京 100094)

为抑制卫星内对星载接收机的带内电磁干扰，文章分析了星载接收机在卫星上的电磁环境，提出将自适应滤波器应用到星载接收机上降噪，设计了自适应滤波器及其算法，分析了噪声的多径效应对自适应滤波的影响，明确了接收机天线、信道增益设计要求。对自适应滤波器在抑制星载接收机带内电磁干扰的效果进行了仿真和分析。仿真结果表明：自适应滤波提高了星载接收机抑制卫星带内电磁干扰信号的能力，为星载接收机的电磁兼容设计提供了一种主动适应卫星平台电磁环境的新思路。

星载接收机；自适应滤波；带内干扰；电磁兼容

1 引言

星载接收机是卫星系统的重要组成设备，其与卫星上其它设备的电磁兼容性(EMC)是影响卫星任务成败的关键，[1]5-8特别是对于以无线电收发为主业务的卫星而言，作为有效载荷的星载接收机与卫星平台的电磁兼容性就尤为重要。随着星载接收机技术的发展和用户需求的提高，星载接收机的接收灵敏度越来越高。而卫星结构复杂，内部空间狭小，仪器设备密集，尤其是电源分系统布局特殊，系统内电缆间、设备间、电缆与设备间等各种耦合干扰现象随处可见[1]5-8。卫星平台逐渐成为不可忽视的影响星载接收机的“干扰源”。

星载接收机接收到的电磁干扰分为工作频段范围内的干扰(简称带内干扰)和工作频段范围外的干扰(简称带外干扰)。带外干扰可以通过优化接收天线和射频信道的滤波器实现抑制[2]。带内干扰是影响星载接收机的主要干扰。电磁干扰有3个必备要素：干扰源、传播路径和敏感器[1]12。解决卫星平台对星载接收机的带内干扰，可以通过电磁兼容设计[3-6]来减少干扰源，也可以通过屏蔽技术和接地技术[7-8]来阻断传播路径，还可以两者并用。但是，屏蔽技术和接地技术也存在实施条件受限制的情况，例如卫星上的工艺条件限制等。因此，对敏感器(例如星载接收机)采取抗干扰措施，常常成为上述两种方法的有效补充。另外，在工程实践中还常遇到在一个成熟的卫星系统上增添新的有效载荷射频接收设备的情况。在不允许对卫星平台系统做较大改变并保持原系统电磁环境的情况下，唯一的选择是限于对新射频接收机采取措施，有针对性地提高新设备的抗干扰性能，去主动适应平台环境。

时空滤波和射频对消是针对射频接收设备的两种抗干扰措施。空时滤波[9-12]主要是抑制来自于地面且来向与目标信号来向不同的干扰信号。其中，带内的窄带干扰信号主要是采用时域滤波抑制，带内的宽带干扰信号主要是采用空域滤波抑制。空域滤波是采用调节单元天线相位改变天线阵方向图的方式，增强有用信号来向的天线增益，减弱干扰信号来向的天线增益，实现对信号与干扰的“此消彼长”。而卫星平台对有效载荷星载接收机的干扰源长时间存在且方位固定，如果使天线阵为“躲避”干扰信号而长时间处于一种方向图状态，会影响卫星有效载荷对地面的覆盖效率。卫星干扰信号来自于卫星内部，干扰信号往往会从天线阵的后瓣被接收，这不是天线阵设计所关注的主要问题，很难保证抗干扰效果。有效载荷星载接收机的大瞬时覆盖需求和卫星资源的限制也会影响天线阵在卫星上的应用。射频对消技术主要在窄带宽上进行“射频对消”[13-14]，但在带宽和动态范围上存在限制，并且要求干扰信号达到接收端无多径传播。而就卫星平台而言，干扰信号是存在多径情况且信号功率是“时变”的。因此，上述两种方法不适用于有效载荷星载接收机抗卫星平台的带内电磁干扰。

针对卫星平台对有效载荷星载接收机的带内电磁干扰问题，本文结合星载接收机在卫星上的电磁环境，设计了自适应滤波器及其算法，分析了噪声的多径效应对自适应滤波的影响，提出自适应滤波对星载接收机天线、信道增益设计要求，并进行了仿真验证。

2 星载接收机的电磁环境

为便于分析，本文仅考虑来自地球的无线电信号和卫星平台对星载接收机造成干扰的带内电磁信号，分别称为“目标信号”和“噪声信号”。由于卫星内部狭小，且电缆密布，多个干扰源相互耦合，使得卫星中多个噪声源经“混合”后向星体外泄露。噪声信号以传导和辐射的方式经星体上的孔洞、缝隙以及出舱电缆到达星体外，再辐射到接收机天线并形成干扰。太阳翼驱动机构的转动缝隙、卫星的供电电缆、出舱电缆都是星体内部的电磁干扰信号泄露可能的路径。电磁干扰信号对星载接收机的影响主要与星体上泄漏电磁信号的孔洞、缝隙和出舱电缆与接收机天线的相对位置有关，接收天线距离干扰孔缝越近，所受干扰越大。

卫星的太阳翼驱动机构和供电电缆都在卫星的侧板上，很难采取屏蔽包裹等措施。以太阳翼驱动机构的缝隙和供电电缆作为噪声信号的主要泄露处，来分析星载接收机的电磁干扰环境。由电磁场的散射特性[15]可知，噪声信号到达接收机天线主要靠爬行波散射的方式。卫星平台的噪声信号传播示意如图1所示，图中的箭头代表噪声信号的传播方向，A为对地面(面向地球方向)的星载接收机的接收天线，B、C为卫星太阳翼驱动机构，D为背地面(背向地球的方向)。

图1 噪声信号在星体上的传播示意图Fig.1 Transmission of the noise around the satellite

由图1可知，噪声信号从B处和C处泄露到星体外，再传播到A处和D处。噪声信号传播到A处和D处的传播路径之差引起的功率变化很小。因此，A处和D处的噪声信号强度基本相当。

目标信号照射到卫星星体上的传播路径如图2所示。图中的箭头代表目标信号的传播方向，目标信号照射到星体上，在星体A处信号强度最强。由于有星体的遮挡作用使得目标信号在D处信号强度很弱、甚至很难检测到。

图2 目标信号在星体上的传播示意图Fig.2 Transmission of the target signal around the satellite

从以上分析可知，卫星对地面的接收天线不仅接收到来自地球的目标信号外，还接收到了来自卫星的噪声信号。同时，在卫星背地面存在较弱的目标信号和较强的噪声信号。这为自适应滤波器在星载接收机上的降噪应用提供了实现的条件。

卫星平台上往往存在多个噪声源。噪声对星载接收机的影响取决噪声源的位置以及噪声传播的路径。卫星平台的各设备与电缆均进行了固定，所以噪声源的位置与传播的路径均不会发生变化。当卫星平台的多个噪声源信号从卫星表面的一个孔缝或出舱电缆辐射出来时，可视为单噪声源。当卫星平台的多个噪声源通过不同路径干扰接收机时，则需要按照多噪声源的情况进行处理。

3 自适应滤波

普通滤波器是根据已知处理信号特征设计的滤波参数，而对于信号特征随时间变化或未知则无法达到最优滤波。而自适应滤波具有在未知环境下良好运行并跟踪时变输入统计量的能力，较好的解决了以上问题。自适应滤波器是一种滤波参数可调的数字滤波器，比普通滤波器多了一路期望信号和迭代反馈算法。自适应滤波器根据期望信号与自适应滤波器的输出信号在某一时刻之差，通过迭代反馈算法更新滤波器系数，再经过一段时间的多次迭代更新，使得期望信号与自适应滤波器的输出信号达到某种意义上的匹配(如瞬时均方差最小、最小二乘)，从而输入的信号中与预期信号相关的信号能够通过自适应滤波器并输出，达到最优滤波效果。

自适应滤波的核心是自适应滤波器，不同的自适应滤波效果需要不同的信号输入方式[16]15-17。卫星的电磁噪声环境和自适应滤波器的约束条件将决定自适应滤波器的设计及其算法。

3.1 自适应滤波的约束与布局设计

针对卫星平台上存在一个噪声源的情况，为实现星载接收机的噪声对消，自适应滤波器需要有两路信号输入。一路为基本信号，包含噪声信号和目标信号；一路为参考信号，仅包含噪声信号[16]15-17。自适应滤波器是通过跟踪参考信道中的噪声信号来滤除基本信道中的噪声信号。并且自适应滤波器实现噪声对消应满足4个约束条件：①参考信号与基本信号中的噪声是相关的(同源)；②基本信号中的噪声和信号不相关(异源)；③基本信号比参考信号同时或先进入自适应滤波器；④参考信号只含噪声信号。否则，自适应滤波很难达到降噪效果。但要完全达到这几个理想条件是相当难的，尤其是一个参考信道只收一个干扰源信号、不收基本信号与其它干扰，这点是工程实现中的关键。

根据自适应滤波的应用要求，星载接收机新增一路接收信道，将其用于接收卫星平台的干扰信号，称为“参考信道”。而原有星载接收机的接收信道仍用于接收地面目标信号，称为“基本信道”。为确保目标信号不被参考信道的接收天线接收到，利用接收天线的方向图和布局位置使得参考信道的接收天线接收的目标信号功率远小于其接收的噪声功率。同时，通过增加参考信道的射频衰减使接收到的目标信号功率低于星载接收机的接收灵敏度，且噪声功率高于星载接收机的接收灵敏度。参考信道的接收天线在卫星上的布局位置如图3所示，且其天线方向图的要求也有所不同。

图3分别表示了星载接收机参考信道的接收天线的三种布局位置，根据卫星上的不同情况选择其中一种布局。天线1为基本信道的接收天线，天线2为参考信道的接收天线。在图3(a)中，参考信道的接收天线放置于基本信道的接收天线附近，天线方向图要求对地方向低增益且其他方向高增益。在图3(b)中，参考信道的接收天线放置于卫星的背地面，主要是针对无法实现对地方向低增益且其他方向高增益的天线。在图3(c)中，将EMC试验用的探头或天线放置于卫星噪声信号泄露的缝隙和孔缝的星内一侧，主要是针对确定辐射源位置的情况。

图3 星载接收机接收天线或探头的布局示意图Fig.3 Location of the antennas or probe of the satellite receiver

图3(a)的方式是通过天线增益来保证噪声信号功率强于目标信号。该方式对天线的设计要求较高，但简化了卫星平台的噪声源模型，可将卫星的噪声信号视为一个噪声源，降低了对自适应滤波器的设计要求。图3(b)和图3(c)的方式是利用了卫星对目标信号的遮挡或屏蔽作用，减弱了或避免目标信号进入参考信道。后两种方式降低了对参考信道的接收天线或探头的设计要求。

自适应滤波器在星载接收机上的噪声对消应用如图4所示。射频前端除完成信号功率的放大外，还可以根据需要对信号进行下变频，以降低对AD采样的要求。AD采样将信号转换为可数字处理的形式。与典型的自适应滤波器不同，考虑到噪声信号传播路径的差异，在参考信道上增加了一个延迟器。

图4 自适应滤波器在星载接收机噪声对消上的应用Fig.4 Application of the adaptive filter for noise-cancelling in radio frequency receiver

在图4中，S为目标信号，V为卫星平台噪声信号，H1和H2分别为卫星平台噪声源到天线1和天线2的空间传递函数。G1和G2分别为基本信道和参考信道中的射频前端增益。V1和V2是卫星平台噪声信号经过空间传递函数后分别在基本信道和参考信道的噪声信号。d和x分别表示基本信道和参考信道的信号。ΔT为参考信道中的延迟期的延迟时间。

当噪声源为多个时，需要自适应滤波器增加与噪声源个数相等的参考信道个数，并在一个参考信道仅接收一个噪声源信号的情况下，对多个噪声源依次逐个进行对消。以两个噪声源的自适应滤波器对消为例，如图5所示。

在图5中，S为目标信号，V1和V2为卫星平台噪声信号，H1和H2为卫星平台噪声源1到天线1和天线2的空间传递函数，H3和H4为卫星平台噪声源2到天线1和天线3的空间传递函数。G1、G2和G3依次为基本信道、参考信道1和参考信道2的射频前端增益。ΔT1和ΔT2分别为参考信道1和参考信道2的延迟时间，且ΔT2的延迟要大于ΔT1与自适应滤波器1的延迟时间之和。e1为自适应滤波器消除卫星平台噪声1的输出结果，e2为自适应滤波器消除卫星平台噪声的最终输出结果。

上述无论是采用一个或多个参考信道的方案当然会在实现上增加不小困难，但随着电子集成技术的发展也并非完全不可能。

3.2 自适应滤波算法

归一化最小方差(NLMS)算法收敛速度快，稳定性高，算法简单、运算量小、易于实现，第n时刻的迭代步长为

(1)

NLMS算法的自适应滤波器的滤波系数更新为

W(n+1)=W(n)+2μ(n)e(n)x(n)

(2)

式中：W(n)为第n时刻的滤波系数；e(n)为第n时刻的误差信号，e(n)=y(n)-x(n)；y(n)为第n时刻滤波器的输出值，x(n)为第n时刻的参考信号输入值。

当迭代步长较大时，自适应滤波器具有较快的收敛速度，且在收敛后对目标信号的时变系统有较强的跟踪能力，但是稳态误差会变差并导致降噪效果变差。当迭代步长较小时，在目标信号的时变系统变化较小的情况下，稳态误差较小，自适应滤波器收敛后的消噪效果好，但是其收敛速度缓慢。当目标信号的时变系统变化较大时，在迭代步长较小不能完成跟踪的情况下，降噪效果将变差[16]183-188,251-254,[17]24-30,33-35。因此，迭代步长的选取决定于自适应滤波系统对时变跟踪性能和稳态误差的要求。

一旦卫星总装布局确定，卫星平台噪声信号的辐射源位置与干扰星载接收机的耦合路径即确定。卫星平台噪声源对星载接收机干扰的噪声系统几乎不变，即使有变化也是很小的、缓慢的变化(如太阳翼帆板的转动)，较小的迭代步长就能满足跟踪要求，使得自适应滤波器始终处于最优滤波状态。另外，由于卫星与地面目标的相对位置有着较大范围的变化，要求星载接收机对目标信号的接收能够适应较大的动态范围。误差信号e(n)和迭代步长μ(n)均会影响自适应滤波器的稳态误差，进而影响降噪效果。当目标信号增大时，误差信号e(n)也会随之增大，较小的μ(n)能够在目标信号较强时抑制稳态误差恶化，从而改善自适应滤波器在目标信号动态范围内的降噪效果。在初始阶段采用大迭代步长并在收敛后采用小迭代步长的自适应滤波算法适用于星载接收机上的自适应滤波器。

按照迭代次数增加而减小迭代步长[18]的思路，并结合卫星电磁环境特点，本文在NLMS算法上进行了改进，其迭代步长更新公式为

(3)

式中：α为迭代步长衰减因子，且0<α<1。β为自适应滤波器初始迭代步长。δ为自适应滤波器收敛时的迭代步长。并且迭代步长参数的选取还需要考虑卫星平台噪声的特性。当自适应滤波器收敛后，自适应滤波器的步长需要满足

(4)

式中：λmax为相关矩阵R的最大特征值。R为向量X(n)的相关矩阵[16]162-165。

3.3 噪声多径干扰对自适应滤波的影响

由于卫星星体构型复杂，存在噪声信号到星载接收机接收天线的多径干扰。为便于分析，本文不考虑基本信道和参考信道自身的信道噪声。卫星平台除从太阳翼驱动机构辐射干扰信号外，还会从其他位置辐射干扰信号。即卫星平台对星载接收机的干扰是多径干扰的，其传递函数为

(5)

式中：Mi表示星载接收机天线i接收到的辐射路径个数，i=1,2分别表示天线1(基本信道)、天线2(参考信道)，Aij表示信号衰减幅度，mij表示延迟时间，j=1,2,…,Mi表示噪声信号辐射位置序号。因为Hi为线性时不变系统，故无论Mi如何变化，噪声信号分别经H1和H2传递后仍相关，满足自适应滤波器的参考信道和基本信道中的噪声信号是相关的要求。

将自适应滤波器看做一个二端口网络，自适应滤波器的输出信号是目标信号的估计值，在自适应滤波器收敛后，目标信号的估值应为s。误差信号是基本信道中噪声信号的估计值，即v·G1·H1。G1和G2分别表示自适应滤波的基本信道和参考信道的射频增益。m0为参考信道中的延迟周期。W为自适应滤波器收敛后的滤波系数。自适应滤波器滤波模型表示为

(6)

则自适应滤波器的二端口网络可以表示为

(7)

从式(7)可以看出，星载接收机的自适应滤波器是自适应算法迭代并收敛于滤波系数为W的滤波器，从而实现在消除噪声信号并提取目标信号的功能。因此，噪声信号的多径并不影响自适应滤波器收敛和降噪功能。另外，当噪声传播路径发生微小变化后，自适应滤波器的跟踪能力会使滤波器的参数收敛于噪声传播路径变化后的状态。

4 星载接收机及天线的设计要求

自适应滤波器的应用不应影响到星载接收机的性能，而星载接收机的性能主要取决于天线与信道增益。为实现降噪效果，自适应滤波器对星载接收机的天线与信道增益提出了设计要求。

4.1 天线的设计要求

作为基本信道的接收天线是接收目标信号，应保持原设计并符合设计要求，满足航天器的任务需求。作为参考信道的接收天线主要是接收噪声信号，为自适应滤波器提供参考信号，并避免接收到目标信号。因此，参考信道的接收天线尽量采用对地面增益低且其它方向增益高的天线，若不能满足天线方向图要求则一般安装于卫星的背地面，以利用星体遮挡来减少对目标信号的接收，并且尽可能接收噪声信号。天线选取采取赋形天线、偶极子天线、微带天线以及与接收天线相同的设计等。

4.2 信道增益的设计要求

星载接收机的基本信道增益主要是提高对目标信号的接收能力，应保持原设计并符合设计要求，满足航天器的任务需求。星载接收机的参考信道接收天线除接收到噪声信号外，还可能接收到信号强度较小的目标信号。自适应滤波器要求参考信道中的噪声信号具有完整性，且不含目标信号。从式(7)中可以看出，射频增益G2变化不影响自适应滤波器W的收敛。因此，在保证对参考信道中噪声信号的接收情况下，降低射频增益G2使目标信号功率低于参考信道噪底，确保参考信号中无目标信号。在多噪声源对消时，降低射频增益G2还有助于接收单个噪声源，避免其他噪声源的干扰。

5 应用仿真与分析

5.1 噪声对消效果

鉴于自适应滤波处理是对数字化的信号进行滤波处理，因此，信号的采样率只要满足采样定理即可，而对信号频率的带宽没有要求。星载接收机对于宽带信号多采用超外差的处理方式，窄带信号多采用窄带采样的处理方式。因此，不失一般性的假设信号在基带上进行处理。假设卫星平台干扰星载接收机有两处端口分别在C和D处如图1所示。假设卫星平台有唯一噪声源，参考信道和基本信道的通道噪声和解调损耗忽略不计。以天线1接收到的目标信号和噪声信号的功率之比作为输入信噪比。设置两种目标信号的基带信号：①16 kHz和19 kHz的正弦加性信号，②16 kHz正弦的调相信号。噪声信号包括白噪声、14 kHz连续波信号和21 kHz正弦调相信号。参考信道和基本信道的信道带宽为30 kHz，采样率fs=96 kHz，ΔT为1个采样周期延迟。为确保参考信道中无目标信号功率，对参考信道的信号功率进行10dB衰减。当目标信号分别为正弦加性信号和正弦调相信号时，目标信号、噪声信号及受扰信号的时域频域特征分别如图6、图7所示。

图6 仿真输入信号(正弦加性信号)Fig.6 Input signals of simulation for the sin plus wave signals

图7 仿真输入信号(正弦调相信号)Fig.7 Input signals of simulation for the sin phase modulation signal

自适应滤波器的参数设置为α=0.999 9，ε=2.22×10-16，β=0.001，δ=0.000 1，L11=0.93·z-1，L12=0.72·z-3，L21=0.75·z-3，L22=0.85·z-5。将NLMS算法和改进的NLMS算法的初始步长均设为μ1=μ2=0.015。在输入信噪比为0dB的条件下仿真自适应滤波器的降噪效果如图8、图9所示。

图8 自适应滤波器滤波结果(正弦加性信号)Fig.8 Results of the output of the adaptive filter for the sin plus wave signals

图9 自适应滤波器滤波结果(正弦调相信号)Fig.9 Results of the output of the adaptive filter for the sin phase modulation signal

由图8、图9可知，自适应滤波器采用NLMS算法或者改进的NLMS算法均能在一定条件下起到降低噪声的作用。

5.2 NLMS与NLMS改进型的算法比较

为比较NLMS算法和改进的NLMS算法，按照正弦加性信号为目标信号且输入噪声为白噪声的情况下，在不同输入信噪比下的输出信号与目标信号的误差曲线，误差曲线是由自适应滤波器独立多次滤波消噪后的误差信号与目标信号之差的均方根表示。

如图10所示，在基本信道输入信噪比分别为0 dB和20 dB且输入的噪声信号功率恒定的情况下，自适应滤波器分别独立进行100次滤波的误差曲线，其中目标信号功率根据输入信噪比而变化。

图10 自适应滤波器的误差曲线Fig.10 Error curves of the adaptive filter

由图10可知，当输入信噪比较低时，改进的NLMS算法与NLMS算法在自适应滤波的收敛速度上基本相同，但随着迭代次数的增加改进的NLMS算法的稳态误差还将进一步减小。当输入信噪比较高时，NLMS算法已失去降噪功能，而改进的NLMS算法还具有一定的降噪功能。

在输入信噪比不同的情况下，对改进的NLMS算法和NLMS算法的输出信噪比进行仿真比较。在不同信噪比下输入的噪声功率不变，仿真结果见表1所示。

表1 不同输入信噪比下的输出信噪比

从表1的结果可知，在输入信噪比较低时，NLMS算法和改进的NLMS算法均能将信噪比提高18 dB。在输入信噪比较高时，NLMS算法的降噪效果不如改进的NLMS算法效果好，并且随着输入信噪比不断提高NLMS算法开始失去降噪功能，而改进的NLMS算法还能够保持一定的降噪功能。即当噪声信号功率一定且自适应滤波器的初始步长相同时，改进的NLMS算法比NLMS算法能够适应的目标信号的动态范围更大。

6 结束语

为解决在一些需要主动适应现有平台环境的应用场合, 抑制卫星平台对有效载荷星载接收机的带内电磁干扰，本文提出了在接收机端上采用自适应滤波方法抗干扰的新思路，并对影响滤波效果的多径干扰进行了分析。仿真结果表明改进的NLMS算法自适应滤波在较大的动态范围内具有良好的降噪效果。自适应滤波降低了星载接收机对卫星平台电磁干扰辐射的要求，为星载接收机的电磁兼容设计提供了参考。自适应滤波器是通过“训练”来剔除噪声信号的。因此，自适应滤波器对连续的干扰信号降噪效果好，而对猝发的干扰信号降噪效果差。另外，自适应滤波的降噪效果还取决于卫星平台的噪声源的个数、位置。考虑到卫星平台噪声源的复杂性和不确定性，需要充分重视工程实现中存在的风险。目前，本文仅限于自适应滤波的仿真验证，尤其是增加参考信道在工程实现上一定会带来难点，后续将开展自适应滤波器对卫星平台噪声降噪工程化的研究和卫星构型对自适应滤波的可行性研究。

References)

[1]陈淑凤.航天器电磁兼容技术[M].北京：中国科学技术出版社，2007

Chen Shufeng.Spacecraft EMC technology[M].Beijing:China Science and Technology Press,2007 (in Chinese)

[2]李晓辉.卫星射频接收机电磁兼容防护设计方法[J].空间电子技术，2014,11(3):91-93

Li Xiaohui. EMC protection design for RF receiver satellite[J].Space Electronic Technology,2014,11(3)：91-93 (in Chinese)

[3]张春年，张文成，吴琼. 航天设备电磁兼容测试要求探讨[C]//2012年全国电磁兼容学术会议.北京:中国电子学会，2012:213-214

Zhang Chunnian,Zhang Wencheng,Wu Qiong. EMC requirements of aerospace equipment[C]//The 2012 National EMC Conference. Beijing: The Chinese Institute of Electronics, 2012:213-214 (in Chinese)

[4]赵天麟，谢春坚.航天器中发射机和接收机的电磁兼容性问题[C]//中国电子学会微波电磁兼容第五届全国学术会议.北京:中国电子学会，2000:44-46

Zhao Tianlin，Xie Chunjian.The EMC problem between the transmitter and the receiver in spacecraft[C]//The 5th National Conference on China Electronic Microwave EMC. Beijing: The Chinese Institute of Electronics, 2000 :44-46 (in Chinese)

[5]张兴国，李庆，吴一帆，等.小卫星平台某电子设备电磁兼容性设计[J].电子设计工程，2014,22(9):191-193

Zhang Xingguo, Li Qing,Wu Yifan,et al.The EMC design for an electronic equipment of small satellite platform[J].Electronic Design Engineering,2014,22(9):191-193(in Chinese)

[6] 王少宁，张俊峰.航天器DC-DC模块电源电磁兼容设计[J].安全与电磁兼容，2007(4):62-64

Wang Shaoning, Zhang Junfeng.Design of EMC for spacecraft DC-DC module supply[J].Safety & EMC,2007(4):62-64 (in Chinese)

[7]刘静，周丽萍.航天器屏蔽电缆的电磁兼容性设计[J].航天器环境工程，2015,32(1):77-82

Liu Jing,Zhou Liping.Electromagnetic compatibility design and analysis of spacecraft shielded cables [J]. Spacecraft Environment Engineering,2015,32(1):77-82 (in Chinese)

[8]宋明龙，魏致坤.卫星电磁兼容性设计技术[J].上海航天，2001,18(2)：61-68

Song Minglong,Wei Zhikun.EMC design technology of satellite[J].Aerospace Shanghai,2001,18(2):61-68(in Chinese)

[9]于莹莹.空时联合自适应天线抗干扰的研究[D].哈尔滨：哈尔滨工程大学,2012:41-48

Yu Yinying. The research on the interference suppression of the space-time joint adaptive antenna[D].Harbin:Harbin Engineering University,2012:41-48 (in Chinese)

[10]王璐，吴仁彪，卢丹，等.基于空时滤波的北斗接收机抗宽带干扰方法[C]//第六届中国卫星导航学术年会.北京：中国卫星导航系统管理办公室学术交流中心，2015

Wang Lu, Wu Renbiao, Lu Dan, et al. Broad-band interference mitigation method based on space-time filtering for BDS receiver[C]//The 6th China Satellite Navigation Conference.Beijing: The Exchange Centre of the Government of China Satellite Navigation Conference,2015 (in Chinese)

[11]窦长江，白英广.导航卫星有效载荷自适应滤波研究[J].空间电子，2007,4(1)：19-23

Dou Changjiang, Bai Yingguang. The research on the adaptive filter of payload in the navigation satellite[J].Space Electronic Technology,2007,4(1):19-23(in Chinese)

[12]卢丹.稳健的全球卫星导航系统抗干扰技术研究[D].西安：西安电子科技大学,2013:18-31

Lu Dan. Robust anti-jamming techniques for global navigation satellite system[D].Xi’an:Xidian University,2013:18-31

[13]邹震，杨晔.雷达干扰机射频对消技术[J].舰船电子对抗，2010,33(3)：39-42

Zou Zhen, Yang Ye. Radio frequency cancellation technique of radar jammer[J].Space Electronic Technology,2010,33(3):39-42 (in Chinese)

[14]赖鑫.射频对消技术的系统设计与仿真分析[J].电讯技术，2013,53(3)：259-264

Lai Xin. System design and simulation analysis of RF interference cancellation technology[J].Telecommunication Engineering ,2013,53(3):259-264 (in Chinese)

[15]庄钊文.军用目标雷达散射截面预估与测量[M].北京：科学出版社，2007:8-17

Zhuang Zhaowen.The estimation and measurement of RCS for military target [M].Beijing:Science Press,2007:8-17 (in Chinese)

[16]Simon Haykin.自适应滤波器原理[M].4版.郑宝玉，译.北京：电子工业出版社，2003

Simon Haykin. Adaptive filter theory[M].4th ed.Zheng Baoyu,translated.Beijing: Publishing House of Electronics Industry,2003 (in Chinese)

[17]李宁.LMS自适应滤波算法的收敛性能研究与应用[D].哈尔滨：哈尔滨工程大学,2009

Li Ning.The research and application of the convergence of LMS algorithm[D].Harbin:Harbin Engineering University,2009 (in Chinese)

[18]Gitlin R D，Weinstein S D. On the design of gradient algorithms for digitally implement adaptive filters[J].IEEE Trans on CT，1973(2)：125-136

(编辑：李多)

Adaptive Filter Application for In-band Interference Suppression in Satellite Receiver

ZENG Wei LIU Hang HAN Dong

(DFH Satellite Co.,Ltd., Beijing 100094,China)

To suppress in-band electromagnetic interference from satellite platform with the satellite receiver，the paper analyzes the electromagnetic environment of the satellite receiver, and proposes that an adaptive filter is applied in the satellite receiver for noise suppression，and an adaptive filter and its algorithm are designed. Meanwhile, the noise multipath effect an adaptive filtering is analysed, the demand of the design of the antenna and the channel gain in the satellite receiver is given. The suppressing effect for the in-band electromagnetic interference with the satellite receiver which is using an adaptive filter is simulated and analyzed. The simulation results prove that the adaptive filter has a fine performance for the suppression of the satellite platform interference.The adaptive filtering can be as a new method for electromagnetic compatibility (EMC) design of the satellite receiver，which makes the receiver adopted to the electromagnetic environment of the satellite platform actively.

satellite receiver; adaptive filtering; in-band interference; electromagnetic compati-bility

2015-08-21；

2017-05-26

曾巍，男，工程师，从事小卫星有效载荷总体设计工作。Email：zengwei_1982@sina.com。

TN713

A

10.3969/j.issn.1673-8748.2017.03.014