在噪声抵消应用中自适应滤波算法性能的仿真比较

介绍了噪声抵消的原理和从强噪声背景中自适应滤波提取有用信号的方法,并对最小均方(LMS,LeastMeanSquares)、归一化LMS(NLMS,NormalizedLeastMeanSquares)和递推最小二乘(RLS,RecursiveLeastSquares)三种基本自适应算法进行了对比研究。计算机模拟仿真结果表明,这几种算法都能通过有效抑制各种干扰来提高强噪声背景中的信号检测特性。相比之下,RLS算法具有良好的收敛性能,除收敛速度快于LMS算法和NLMS算法以及稳定性强外,而且具有更高的起始收敛速率;更小的权噪声,更大的抑噪能力。     

基于波形特征的外辐射源雷达杂波抑制算法

在正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)波形外辐射源雷达系统中,相对于直达波和多径回波,目标回波的功率要微弱许多,因此多径杂波抑制是此雷达信号处理的一项关键技术。许多时域自适应滤波算法被用来抑制直达波和多径回波,但往往存在滤波器阶数过多,或计算负担过高的问题。基于OFDM波形的多载波调制特性,提出了分载波自适应滤波算法,相比于常规时域自适应滤波算法,能够有效降低滤波器阶数和计算复杂度,简单且高效。以基于OFDM调制原理的数字调幅广播外辐射源雷达为例,详细介绍了分载波递归最小二乘和分载波归一化最小均方算法的自适应滤波原理和过程,并基于仿真和实测数据分析比较了常规时域自适应滤波算法和分载波自适应滤波算法的性能差异。     

自适应变步长LMS滤波算法及分析

为了提高最小均方（LMS）自适应滤波算法的性能,通过建立步长因子与误差信号之间的非线性函数关系,提出一种自适应变步长LMS算法。该算法具有初始阶段和时变阶段步长自适应增大和稳态阶段步长很小的特点,消除了不相关噪声的影响,并且进一步克服了Sigmoid函数变步长LMS算法在自适应稳态阶段步长取值偏大的缺陷,计算机仿真结果与理论分析相一致,证实该算法优于传统算法。     

基于插值理论的分数延迟杂波自适应对消算法

针对无源雷达信号处理中分数延迟直达波及多径杂波不能被完全对消的问题,提出了一种非因果的归一化最小均方（normalized least mean square, NLMS）自适应对消算法。根据采样信号的插值理论,推导出了分数延迟直达波相对于参考信号具有非因果系统响应的特点,然后在传统NLMS对消器的基础上,通过增加部分非因果的滤波网〖JP3〗络同时实现了最小均方误差（least mean square error, LMSE）准则下的自适应插值和杂波抑制。经过计算机仿真及实测数据验证,该算法相较于目前已有方法能够降低计算复杂度,并在相同条件下获得更高的杂波相消比。     

非平稳海杂波背景下子带分段ANMF检测器

针对非平稳海杂波背景下的雷达目标检测问题,传统自适应相干检测器由于强杂波干扰以及相干累积时长的限制而性能表现不佳。为克服这一限制,提出了子带分段自适应归一化匹配滤波检测器(subband segmented adaptive normalized matched filter,SS-ANMF),其由一个线性相位离散傅里叶变换调制滤波器组和每个子带上的分段自适应归一化匹配滤波器(adaptive normalized matched filter,ANMF)检测器构成。在频域上, SS-ANMF检测器通过子带分解技术,不仅抑制了带内外杂波,而且提升了杂波的短期平稳性;在相干累积时段内,通过对分段ANMF在所有子带上的最大响应进行累积求和,实现了有限参考样本下的长时累积。采用实测海杂波数据的实验表明,SS ANMF检测器明显优于对比算法。     

基于可调Q因子小波变换的海杂波抑制算法

针对海杂波背景下弱目标检测中存在的信杂比低的问题，提出了改进的基于可调Q因子小波变换的海杂波抑制算法。由于海杂波能量远大于目标信号能量，提出选取与海杂波振荡特性相匹配的参数进行可调Q因子小波变换，得到各小波子带的系数，并对小波系数进行稀疏优化后重构海杂波信号。为了判断弱目标信号是否存在，提出一种自适应的阈值检测方法，将原始回波信号与海杂波重构信号的差作为检测样本，实现对弱目标信号的检测。该算法不依赖海杂波具体模型。最后对某实测海杂波数据集进行实验，验证了所提算法的正确性。     

一种基于局域自适应处理的SAR图像降斑算法

合成孔径雷达(SAR)图像所固有的相干斑噪声严重降低了图像的可解译程度,影响了对图像中的目标进行检测和识别,因此SAR图像的相干斑抑制一直是SAR图像应用的重要课题。提出了一种基于局域自适应处理的SAR图像降斑算法,算法根据区域像素点的分布特征自适应调整滤波窗口的大小,在均匀的背景杂波区域内增大滤波窗口来抑制斑点噪声,在包含目标的细节区域内减小滤波窗口,同时采用自适应阈值选择部分像素参加滤波的方法,以便在有效降斑的同时保持边缘和目标细节,最后通过对实际数据的处理验证了算法的有效性。     

基于梯度自适应格型滤波的外辐射源雷达多径杂波抑制算法

外辐射源雷达面临严重的多径杂波问题,传统的梯度自适应格型（ｇｒａｄｉｅｎｔａｄａｐｔｉｖｅｌａｔｔｉｃｅ,ＧＡＬ）滤 波是一种有效的杂波抑制算法,但该算法需要根据经验合理设置步长参数,收敛速率慢,在抑制杂波的同时会造 成处理距离元内的目标回波被部分相消。基于传统的ＧＡＬ滤波提出了一种改进的ＧＡＬ算法及其前后向预测误 差的归一化形式,该算法通过最小化前向和后向预测误差的均方值估计反射系数,并通过最小化多重回归滤波的 均方误差估计其权系数。相对传统的算法而言,改进的算法不需设置步长参数、收敛速率快、对处理距离元内的 目标回波基本没有影响。仿真和实测数据处理结果验证了该算法的有效性。     

自适应主动隔振中输出饱和抑制方法的仿真研究

针对自适应主动隔振中存在的控制器输出饱和,提出饱和抑制方法并进行算法仿真研究。该抑制方法基于跟踪滤波和归一化LMS算法,根据引起控制器饱和的直接原因提出约束优化函数,并在快速脱离饱和以及快速收敛的约束条件下确定权系数更新公式中的可变因子。新的自适应算法在理论上能够保证控制器尽快脱离输出饱和状态,使控制误差快速下降。以一个五自由度的振动系统进行算法数值仿真,并用Sigmoid函数描述饱和输出特性,显式表示可变因子,仿真结果表明所提方法能够有效地抑制输出饱和的不良影响,显著改善自适应主动隔振的控制效果。     

基于凸联合的Krylov子空间自适应LMS算法

提出了一种基于凸联合的Krylov子空间自适应最小均方（least mean square, LMS）算法。首先采用Krylov子空间变换将未知系统的冲击响应转换为Krylov子空间下的稀疏结构,利用其稀疏特性,将一种改进的比例归一化LMS（improved proportionate normalized LMS, IPNLMS）算法和一种变阶数归一化LMS（variable tap length normalized LMS, VTNLMS）算法进行凸联合,最后通过Krylov子空间反变换得到未知系统冲击响应。仿真结果验证了所提出的凸联合自适应LMS算法具有更快的收敛速度和更小的稳态误差。     

基于距离-多普勒域的电离层杂波极化抑制方法

斜投影极化滤波是高频地波雷达(high frequency surface wave radar, HFSWR)抑制干扰的有效方法。分析了干扰估计误差对斜投影极化滤波器性能的影响,指出多普勒处理后的电离层杂波较处理之前具有更高的干噪比,在距离 多普勒域处理可获得更佳的估计精度和干扰抑制效果。提出一种基于距离 多普勒域的电离层杂波极化抑制方法,并使用实测数据对其处理效果进行验证。对某HFSWR实验系统实际录取的数据处理结果表明,电离层杂波干扰得到有效抑制,信干比改善可达15 dB以上。     

等待接收遥测系统中接收信号变化规律研究

针对再入遥测信道的双径模型和三波束等待接收系统,利用天线的增益图函数,导出了弹头出黑障后接收信号功率的数学表示。并基于遥测信号合理化接收,导出天线覆盖范围的数值计算方法。仿真计算表明,天线覆盖范围调整后,不但接收信号功率分配更加合理,而且多径干扰更小;接收站距弹头落点越远以及天线波束越宽,多径干扰越严重。     

基于叠加扩频的无人机MIMO导频修正MLD抗干扰

针对无人机遥控链路常受干扰的影响导致性能下降甚至失锁,研究将多输入多输出(multiple input multiple output, MIMO)空时分组编码与直扩技术相结合实现对链路常见干扰抑制。提出叠加扩频的方法消除融合技术中存在的多址干扰、对抗窄带干扰并预防欺骗干扰;采用基于噪声子空间投影的简化最大似然译码(maximum likelihood decoding, MLD) 抑制自然以及强宽带噪声干扰,通过分析由信道估计误差引起的MLD扰动误差,并利用导频修正来降低信道估计误差对MLD性能影响。理论分析及仿真表明,该方案通信保密性好、鲁棒性强,能够实现对多种干扰的抑制,为未来无人机智能抗干扰的实现提供方案。     

三维瞬时极化滤波器

以高频地波雷达为背景 ,提出了三维极化滤波方法 ,此方法能够滤除二维极化滤波不能抑制的干扰 ,扩大极化滤波的干扰抑制范围。为实现实时处理和自适应快速变化的干扰 ,推导了一种瞬时极化滤波算法 ,该算法可以根据单样本建立滤波极化矢量 ,按照取样率的速度自适应干扰极化状态的变化 ,为算法的实时处理提供了可能性。     

GPS空时自适应抗干扰系统性能研究

针对GPS接收系统的空时自适应抗干扰技术,讨论了基于FROST阵列处理的最小均方算法LMS——FROST-LMS(FLMS)算法.通过对时空自适应处理STAP和算法的建模,研究了该系统以及GPS接收机的性能.系统仿真表明,FLMS算法能够抑制大于阵元个数的多个宽、窄带干扰,抑制效果达到30 dB~50 dB,并使接收机整体抗干扰能力达到65 dB左右.     

Direct data domain approach to space-time adaptive processing

1.INTRODUCTIONFor airborne early warningradar,the pri mary objectiveisdetecting targets within severe interference environmentcharacterized by highlevels of groundclutter,jammerin-filtration,and other discrete interferers.Due to the mo-tion of the platform,the ground clutter received by air-borne radaris spread out inrange,spatial angle,and alsoover Doppler,which make the problem more complicat-ed.Space-ti me adaptive processing(STAP)techniquepromisesto be the best way to suppress clutte…     

基于两步空域滤波的GSM辐射源雷达干扰抑制

在基于全球移动通信（global system for mobile communication,GSM）信号的外辐射源雷达中,不仅有能量很强的基站直达波和强多径干扰,同时还存在大量的弱干扰,单独利用自适应波束形成和低副瓣技术很难完全有效抑制所有的干扰信号。提出一种基于两步空域滤波的GSM辐射源雷达干扰抑制方法,首先利用低副瓣技术对弱干扰进行抑制,然后利用一种稳健的自适应波束形成方法对残留的强干扰信号作进一步抑制,计算机仿真结果验证了本文方法的有效性。     

FM interference suppression for PRC-CW radar based on adaptive STFT and time-varying filtering

The influence of frequency modulation (FM) interference on correlation detection performance of the pseudo random code continuous wave (PRC-CW) radar is analyzed.It is found that the correlation output deteriorates greatly when the FM interference power exceeds the anti-jamming limit of the radar.According to the fact that the PRC-CW radar echo is a wideband pseudo random signal occupying the whole TF plane,while the FM interference only concentrates in a small portion,a new method is proposed based on adaptive short-time Fourier transform (STFT) and time-varying filtering for FM interference suppression.This method filters the received signal by using a binary mask to excise only the portion of the TF plane corrupted by the interference.Two types of interference,linear FM (LFM) and sinusoidal FM (SFM),under different signal-to-jamming ratio (SJR) are studied.It is shown that the proposed method can effectively suppress the FM interference and improve the performance of target detection.     

电磁辐射发射现场测试中基于空域对消的背景电磁干扰抑制方法

在进行电磁兼容现场测试时,从环境电磁信号中准确地提取出待测设备的电磁辐射信号是迫切需要解决的难点问题之一。基于空域对消的原理,本文使用新型的时域测量和接收体制,嵌入时域信号处理方法,在缺失环境电磁干扰源的数量和方位分布等先验信息的情况下,依然能够等效地创造出一个暗室环境,滤除测量现场的环境电磁干扰并获得待测设备的真实辐射特性。仿真和测试结果表明,该方法不仅能够抑制窄带和宽带稳态干扰,而且对瞬态干扰也有很好的抑制效果,此外多径干扰也能够得到有效抑制,为电磁兼容现场测试带来较好的可操作性和便利性。