本发明涉及滤波系统，尤其涉及一种射频滤波器自适应射频滤波系统。
背景技术：
1、射频滤波器在现代通信系统中起着至关重要的作用，用于选择特定频段的信号并抑制其他频段的干扰信号，然而，随着无线通信技术的快速发展，射频滤波器面临的挑战也越来越复杂，传统的射频滤波器通常基于固定参数设计，无法灵活应对动态变化的通信环境和多样化的应用需求。这种固定参数的设计在以下几方面存在局限性：
2、射频前端模块中的非线性元件，如功率放大器和混频器，会引入互调失真和噪声，严重影响信号质量，现有滤波器难以实时检测和补偿这些失真和噪声，导致信号完整性和传输性能下降。
3、现代通信系统中，设备需要兼容多个频段和采用多天线技术，以提升通信容量和传输速率，这对射频滤波器提出了更高的要求，需要在时间域、频率域和空间域内进行综合优化，以确保最佳的滤波性能和抗干扰能力。
4、无线通信环境变化迅速，传统射频滤波器缺乏实时适应性，难以根据环境变化动态调整滤波参数，无法保证在不同环境下的最佳滤波效果。
技术实现思路
1、基于上述目的，本发明提供了一种射频滤波器自适应射频滤波系统。
2、一种射频滤波器自适应射频滤波系统，包括：
3、信号输入模块，用于接收射频信号，所述信号输入模块包括天线单元和射频前端接收单元，所述天线单元用于从外部环境接收射频信号，所述射频前端接收单元连接至所述天线单元，用于对接收到的射频信号进行初步放大和频率转换的预处理；
4、初级滤波模块，连接至所述射频前端接收单元，用于对预处理信号进行初步滤波处理；
5、干扰检测模块，连接至所述初级滤波模块，用于检测初步滤波后的信号中的干扰分量，干扰分量包括互调失真信息、噪声分量，干扰检测模块包括互调失真检测单元和噪声估计单元，所述互调失真检测单元用于检测射频前端接收单元产生的互调失真信息，所述噪声估计单元用于估计信号中的噪声分量；
6、控制模块，连接至所述干扰检测模块，所述控制模块包括多域联合优化单元，所述多域联合优化单元包括时间域优化子单元、频率域优化子单元和空间域优化子单元，多域联合优化单元根据检测到的互调失真信息和噪声分量调整滤波参数；
7、自适应滤波模块，连接至所述控制模块，用于根据调整后的滤波参数对射频信号进行自适应滤波；
8、信号输出模块，连接至所述自适应滤波模块，用于输出滤波后的射频信号；
9、互调失真补偿模块，连接至所述干扰检测模块和射频前端接收单元，根据检测到的互调失真信息生成补偿信号并施加至射频前端接收单元，以降低互调失真对信号质量的影响。
10、可选的，所述初级滤波模块包括多个带通滤波器，每个带通滤波器针对具体频段设计，用于对预处理后的信号进行初步滤波处理，滤除不需要的频段干扰信号，仅保留目标频段的信号以供后续处理。
11、可选的，所述互调失真检测单元包括一个快速傅里叶变换（fft）子单元和一个互调分析器，所述快速傅里叶变换子单元将初步滤波后的信号从时域转换到频域，所述互调分析器在频域中识别和量化射频前端接收单元产生的互调失真信息；
12、所述噪声估计单元包括一个噪声检测器和一个统计分析子单元，所述噪声检测器用于测量信号中的噪声电平，所述统计分析子单元对噪声电平进行分析和估计，确定信号中的噪声分量。
13、可选的，所述快速傅里叶变换子单元将初步滤波后的信号在时域中的表示转换到频域，得到：
14、；
15、所述互调失真分析器在频域中识别互调产物的功率，互调失真比(imd)计算公式为：
16、，
17、其中，是互调失真的功率，是信号的功率；
18、所述噪声检测器测量信号中的噪声电平,噪声估计表示为：
19、，
20、其中，为标准差，表示信号中噪声的离散程度，标准差越大，表示噪声越大，是信号样本数量，是每个样本值，是信号的均值，
21、计算公式为：。
22、可选的，所述时间域优化子单元用于实时调整滤波器参数，时间域优化子单元接收互调失真信息和噪声分量，通过最小均方误差准则调整滤波参数，以减少时域内的噪声和失真，具体如下：
23、根据互调失真信息和噪声分量，构建误差信号：
24、，
25、其中，是期望信号，是滤波输出信号；
26、利用最小均方误差准则,优化时间域滤波器参数：
27、；
28、通过梯度下降法迭代更新滤波器参数：
29、，
30、其中，是步长因子。
31、可选的，所述频率域优化子单元用于优化不同频段的滤波性能，频率域优化子单元通过频谱分析和带通滤波器设计优化频域内的滤波性能，具体如下：
32、分析预处理信号的频谱，获取信号在不同频段上的功率分布：，其中，是信号的频谱表示；
33、根据互调失真信息和噪声分量，优化带通滤波器的中心频率和带宽：
34、，
35、其中，是滤波器的品质因数，是中心频率，是带宽，所述中心频率、带宽构成频率域优化参数。
36、可选的，所述空间域优化子单元用于在多通道环境下优化滤波性能，空间域优化子单元采用多天线技术，通过波束成形算法调整滤波器的空间响应，以减少空间域内的干扰，具体如下：
37、采集多天线信号，构建信号协方差矩阵：
38、；
39、基于互调失真信息和噪声分量，利用最小方差无失真响应算法，优化波束成形权重向量：
40、；
41、约束条件为：，
42、其中，是阵列响应向量，为空间域优化参数。
43、可选的，所述自适应滤波模块包括第一数字信号处理器和可调滤波器组，所述自适应滤波模块根据控制模块调整后的滤波参数对射频信号进行自适应滤波，具体包括：
44、自适应滤波模块从控制模块接收优化后的滤波参数，包括时间域参数、频率域参数和空间域参数，分别由时间域优化子单元、频率域优化子单元和空间域优化子单元生成；
45、时间域滤波：第一数字信号处理器根据时间域优化子单元提供的参数对滤波器的时间脉冲响应进行调整；
46、第一数字信号处理器根据频率域优化子单元提供的参数对滤波器的频率以及带宽响应进行调整；
47、第一数字信号处理器根据空间域优化子单元提供的参数对多天线系统的波束形成权重进行调整；
48、通过可调滤波器组，根据调整后的时间域、频率域和空间域滤波参数对射频信号进行自适应滤波，持续监控射频信号。
49、可选的，所述互调失真补偿模块包括第二数字信号处理器和补偿信号生成单元，所述互调失真补偿模块根据检测到的互调失真信息生成补偿信号并施加至射频前端接收单元，以降低互调失真对信号质量的影响，具体包括：
50、接收互调失真信息：互调失真补偿模块从干扰检测模块接收互调失真信息，包括互调失真产生的频率分量和功率水平；
51、补偿信号生成：第二数字信号处理器根据接收到的互调失真信息计算所需的补偿信号；
52、施加补偿信号：互调失真补偿模块将生成的补偿信号施加到射频前端接收单元，以抵消互调失真分量的影响，具体包括：
53、第二数字信号处理器控制补偿信号生成单元输出补偿信号；
54、补偿信号通过反馈路径注入到射频前端接收单元，调节前端接收单元的非线性特性。
55、可选的，所述补偿信号的生成公式如下：
56、，
57、其中，是互调失真分量的幅度，是互调失真分量的频率，是互调失真分量的相位，是互调失真分量的数量。
58、本发明的有益效果：
59、本发明，通过引入多域联合优化单元，包括时间域优化子单元、频率域优化子单元和空间域优化子单元，能够综合考虑不同域内的干扰和噪声信息，动态调整滤波器的参数，这种多域联合优化技术，使滤波器在时间、频率和空间域内均能达到最佳滤波效果，显著提高了信号的滤波精度和抗干扰能力，通过最小均方误差、带通滤波器设计和最小方差无失真响应，滤波系统能够自适应调整，满足不同通信环境的需求，实现高效滤波。
60、本发明，互调失真补偿模块通过接收干扰检测模块提供的互调失真信息，利用第二数字信号处理器生成补偿信号，并施加至射频前端接收单元，以抵消互调失真分量的影响，该技术能够有效降低由射频前端非线性元件引起的互调失真，提升射频信号的质量和系统的整体性能，这种实时补偿机制，确保了系统在高功率、大动态范围环境下的稳定运行，提高信号保真度。
61、本发明，自适应滤波模块能够根据多域联合优化单元提供的优化参数，实时调整滤波器的脉冲响应、频率响应和空间响应，实现精确的自适应滤波，通过第一数字信号处理器和可调滤波器组，系统能够动态适应环境变化，保持最佳的滤波效果。此外，信号输出模块通过信号放大和阻抗匹配，确保滤波后的射频信号具有高质量的输出特性，减少信号反射和损耗，优化信号传输效率，不仅提升了系统的滤波效果，还保障了信号传输的稳定性和高效性。
1.一种射频滤波器自适应射频滤波系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种射频滤波器自适应射频滤波系统，其特征在于，所述初级滤波模块包括多个带通滤波器，每个带通滤波器针对具体频段设计，用于对预处理后的信号进行初步滤波处理，滤除不需要的频段干扰信号，仅保留目标频段的信号以供后续处理。
3.根据权利要求1所述的一种射频滤波器自适应射频滤波系统，其特征在于，所述互调失真检测单元包括一个快速傅里叶变换子单元和一个互调分析器，所述快速傅里叶变换子单元将初步滤波后的信号从时域转换到频域，所述互调分析器在频域中识别和量化射频前端接收单元产生的互调失真信息；
4.根据权利要求3所述的一种射频滤波器自适应射频滤波系统，其特征在于，所述快速傅里叶变换子单元将初步滤波后的信号在时域中的表示转换到频域，得到：
5.根据权利要求1所述的一种射频滤波器自适应射频滤波系统，其特征在于，所述时间域优化子单元用于实时调整滤波器参数，时间域优化子单元接收互调失真信息和噪声分量，通过最小均方误差准则调整滤波参数，以减少时域内的噪声和失真，具体如下：
6.根据权利要求5所述的一种射频滤波器自适应射频滤波系统，其特征在于，所述频率域优化子单元用于优化不同频段的滤波性能，频率域优化子单元通过频谱分析和带通滤波器设计优化频域内的滤波性能，具体如下：
7.根据权利要求6所述的一种射频滤波器自适应射频滤波系统，其特征在于，所述空间域优化子单元用于在多通道环境下优化滤波性能，空间域优化子单元采用多天线技术，通过波束成形算法调整滤波器的空间响应，以减少空间域内的干扰，具体如下：
8.根据权利要求7所述的一种射频滤波器自适应射频滤波系统，其特征在于，所述自适应滤波模块包括第一数字信号处理器和可调滤波器组，所述自适应滤波模块根据控制模块调整后的滤波参数对射频信号进行自适应滤波，具体包括：
9.根据权利要求8所述的一种射频滤波器自适应射频滤波系统，其特征在于，所述互调失真补偿模块包括第二数字信号处理器和补偿信号生成单元，所述互调失真补偿模块根据检测到的互调失真信息生成补偿信号并施加至射频前端接收单元，以降低互调失真对信号质量的影响，具体包括：
10.根据权利要求9所述的一种射频滤波器自适应射频滤波系统，其特征在于，所述补偿信号的生成公式如下：
