強窄帶干擾環(huán)境下的自適應時域陷波算法

強窄帶干擾環(huán)境下的自適應時域陷波算法摘要：雷達為了應對各種干擾，抗干擾能力不斷提高，一種抗干擾技術通常只能對一種或者幾種干擾措施有效，因而單一的對抗措施對復雜的干擾不能保證起到有效的作用，所以通常采用“綜合”的抗干擾方案。由于受到雷達體制各方面條件的制約，限制了各種抗干擾措施的綜合應用，也就影響了雷達抗干擾性能的提高。如果在不知過多先驗信息的情況下，對干擾存在的位置及帶寬進行估計，利用估計信息設計出濾波器，對干擾信號進行有效抑制。關鍵詞：雷達信號處理；強干擾環(huán)境；抗干擾；自適應時域濾波處理1原理自適應的時域陷波技術利用自適應的思想：在頻域中，窄帶干擾非常明顯，利用頻域檢波的方法，可以快速找到干擾信號的位置，通過干擾位置信息，設計出濾波器的權值，最后在時域中對混疊信號進行濾波，經(jīng)過時域濾波器后，對輸出信號進行加窗處理，便可得到優(yōu)化后的輸出結(jié)果。原理框圖如圖1。圖1自適應時域濾波算法實現(xiàn)框圖2算法實現(xiàn)步驟1）信號模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換;2）將信號進行數(shù)字正交下變頻處理;3） 干擾信號頻域檢測3.1） 信號傅里葉頻域變換；3.2） 自適應門限生成：頻域內(nèi)對噪聲基底功率檢測后，根據(jù)噪聲基底功率設置一個合適的門限，通常是噪聲基底功率的倍數(shù)；3.3） 干擾信號頻域檢測：在頻域內(nèi)，以合適的門限進行信號各頻點的功率檢測，大于門限的認為是干擾，并記錄該干擾的頻率位置和干擾幅度，并形成頻率描述字；4） 濾波器自適應系數(shù)生成：根據(jù)頻率描述字生成濾波器的幅度響應，并結(jié)合給定的濾波器階數(shù)得到相頻響應，得到濾波器的頻域信號。3自適應濾波器權值系數(shù)確定為了實際硬件實施，所設計的濾波器不可能無窮階，需要綜合考慮硬件實際與濾波器濾波性能。假設采樣率為3.125MHz，而干擾帶寬為30KHz，那么濾波器的階數(shù)至少要為128階，才能保證能夠檢測到干擾信號的存在。首先在頻域中通過門限檢測方法來估計干擾信號的位置，即找到干擾信號的起始頻率f1和截止頻率f2，按照濾波器的階數(shù)n來調(diào)整原信號的點數(shù)。調(diào)整后的信號只有n點，每點i代表各點的采樣值。調(diào)整后的干擾信號僅存在于點i、i+1、i+2、i+3這4個點的位置，將這4個點位置處的權值置為0，其他點位置處權值保持1。將權值反轉(zhuǎn)到時域中，即可設計出濾波器，對原信號進行時域濾波。整個過程如圖2所示

圖2自適應的時域濾波技術原理框圖4效果測試性能測試驗證自適應的時域濾波技術兩方面效果：1.干擾抑制的效果；2.有用信號損失量。測試框圖3：高道災集處理槌 枳粉信號源L-算機圖3測試框圖MATLAB可視邙顯示和分斯皆逝道ADC干.擾信4號.仔意波移與士旅LL-算機圖3測試框圖MATLAB可視邙顯示和分斯皆逝道ADC干.擾信4號.仔意波移與士旅LI壬為波干發(fā)生窿：通過信號發(fā)生器產(chǎn)生干信比為10dB的混疊信號：混疊信號頻域經(jīng)過搬移，在之間，廠.、=3.125MHz。在頻率0.4MHz處，通過設定合適的門限值，估計出干擾的位置，綜合實際與干擾抑制性能，將濾波器的階數(shù)設為256。將估計出點的位置進行調(diào)整，與設定的256個點相對應。信號通過按本算法得到匹配濾波器，并與未經(jīng)任何處理的混疊信號通過匹配濾波器后的結(jié)果對比，如圖4：圖4混疊信號經(jīng)過處理后通過匹配濾波器通過匹配濾波器后，峰值有所降低。這是由于估計的干擾位置有誤差，將一部分的有用信號認為是干擾，消除干擾的同時，去除了有用信號。峰值由最初的3125降低為2660，有用信號損失了0.6997dB。根據(jù)公式可以得到輸出信號的功率，將其與輸入信號功率相比，可以得到干信比為-0.6678dB。綜上，通過自適應陷波，能夠顯著降低強窄帶干擾。結(jié)論算法核心是計算出濾波器權值，而濾波器權值的計算，依賴于頻域中對干擾位置信息的估計。因此，良好的干擾估計會很大程度上影響濾波器設計的優(yōu)劣。隨著干擾幅度的增大，所估計出的干擾信號帶寬會增大，因而估計值誤差會越來越大，越來越多的有用信號會被誤認為干擾，在隨后的時域濾波中消除掉。因而對于干擾較小的情況下，干擾抑制性能會較好。隨著干擾的增強，其干擾抑制性能會不穩(wěn)