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摘 要：针对低轨（LEO）卫星飞行速度快且系统内干扰源复杂的特性，研究一种基于线性约束最小方差（LCMV）的自适应波束赋形算法，通过展宽干扰方向零陷区域来规避干扰。首先，使用卡尔曼滤波算法提升信号估计精度，减少动态环境下干扰不确定性；然后，增加约束条件展宽LCMV自适应波束算法的零陷区域，将宽零陷区域对准干扰方向，提升算法的动态抗干扰能力和多系统间的抗干扰能力；最后，使用特征子空间投影方法减少低快拍数的影响，提高算法的稳定性。
关键词：低轨卫星；波束赋形；零陷展宽；干扰规避
doi：10.12045/j.issn.1007-3043.2025.12.002
概述
LEO卫星通信系统可通过巨型星座设计和组网技术实现全球无缝覆盖，且具有传输延迟低、高容量和高可靠性通信等优势，已经形成多国竞逐的格局。近年来，全球LEO卫星通信公司（如：SpaceX、OneWeb、中国星网等）已在相应轨道高度完成战略部署，正通过构建高通量卫星星座，致力于实现全域覆盖，打造全域泛在、天地一体的通信网络，给传统通信架构带来深刻变革。
LEO卫星通信频谱和轨道资源拥挤，且易受到地面雷达、其他星座、大气环境等多种干扰源影响，导致接收信号信噪比降低或出现同频、邻频干扰，严重影响接收机信号估计的精度与可靠性，这是当前亟需解决的问题之一。国内外学者在卫星通信抗干扰技术方面进行了大量研究，主要包括功率控制、空间隔离、认知无线电、相控阵天线自适应调零、频域滤波、时频信号窄带干扰消除以及空时/空频联合信号处理等，文献［8］提出干扰隔离角法，通过设置LEO卫星与地球静止轨道（GSO）卫星最小夹角规避干扰，并引入“GSO带”量化隔离区，实现干扰规避；文献［9］通过蒙特卡洛仿真分析了国际移动通信地面基站对LEO卫星的干扰情况，并探讨了不同部署场景下的干扰特性；文献［10］提出了基于轨道外推和卫星位置概率分析的干扰分析方法，通过设置隔离角和GSO减少干扰。
针对LEO卫星轨道高度低、相对移动速度快、实际环境中干扰源复杂的特性，传统窄零陷波束在干扰方向快速变化时易失效的问题，本文基于LCMV自适应波束算法做出如下改进：首先使用卡尔曼滤波算法提升输入信号的稳定性和准确性；然后通过展宽干扰方向零陷宽度增加波束赋形算法的抗干扰能力；最后使用特征子空间投影法提升算法在低快拍数下的稳定性。
