自适应噪声对消系统DSP工程实现及应用研究

论文摘要

自适应噪声对消系统广泛应用于医学、通信和雷达等领域,包括心电图中60Hz工频干扰的对消、语音信号中的噪声对消等。自适应噪声对消系统是一种典型的自适应系统,具有时变、自调整性能等基本性质,它是一种最佳滤波器的变形,包含自适应能力、预测能力和智能系统等特征。自适应噪声对消技术在军事上的一个重要应用即是雷达旁瓣自适应对消系统。自适应旁瓣对消系统采用一个或者多个增益低的辅助天线,构成对消系统,通过采用自适应算法完成对严重干扰雷达在天线主瓣方向上对微弱信号进行接收的有源干扰的消除。由于自适应旁瓣对消中的自适应算法复杂,传统的工程实现方法计算复杂度高,难以满足实时性要求,因此,自适应旁瓣对消的工程实现一直是近年来的研究热点。本文首先对自适应噪声系统以及自适应旁瓣对消系统的国内外研究现状做了简单的介绍,并分析了自适应信号处理的基本原理,并在此基础上重新设计了一种更利于数字信号处理芯片工程实现的自适应旁瓣对消算法,新的算法能有效地减少自适应旁瓣对消运算过程中的复数乘加法运算,从而提高了对消系统的实时性和可用性;在文章的最后,基于ADI公司的ADSP-TS201S数字信号处理器和VisualDSP++5.0集成开发环境对新的算法设计进行了仿真和分析。实验数据仿真结果表明,本文中所设计的雷达自适应旁瓣对消系统达到指标设计要求,具有工程应用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 自适应系统
• 1.2 自适应噪声对消系统的研究背景和研究意义
• 1.3 自适应旁瓣对消技术的发展历史及研究现状
• 1.4 本文的主要工作及内容安排
• 第二章 自适应旁瓣对消系统理论知识及硬件环境
• 2.1 自适应旁瓣对消系统基本原理
• 2.2 闭环和开环自适应旁瓣对消系统基本原理
• 2.2.1 闭环旁瓣对消系统的基本原理
• 2.2.2 开环旁瓣对消系统的基本原理
• 2.2.3 自适应旁瓣对消系统指标及系统性能因素分析
• 2.3 自适应对消系统硬件开发环境及TS201S 芯片
• 2.3.1 硬件开发环境
• 2.3.2 TS201S 芯片
• 第三章 旁瓣对消系统算法及应用设计
• 3.1 旁瓣对消系统的指标要求
• 3.2 旁瓣对消系统的系统设计及算法流程图
• 3.2.1 数字开环ASLC 系统设计
• 3.2.2 ASLC 系统算法设计及流程图
• 3.3 系统算法设计
• 3.3.1 主辅通道数据输入
• 3.3.2 构造相关矩阵R、P
• 3.3.3 求解最优权值W
• 3.3.4 完成对消
• 3.4 对消系统新算法与传统算法运算量对比
• 第四章 ASLC 系统实验仿真及结果分析
• 4.1 基于ADSP-TS201S 的ASLC 系统仿真流程
• 4.1.1 系统仿真流程设计
• 4.1.2 仿真结果分析步骤
• 4.2 基于不同数据源的系统仿真结果与分析
• 4.2.1 余弦信号波形提取
• 4.2.2 基于阵列天线的干扰对消
• 4.2.3 模拟雷达回波信号的干扰对消
• 第五章 结论
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的成果