多频点DBF接收系统干扰抑制的研究与FPGA实现

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随着科学技术的发展,生产和生活对视频图像采集系统的要求日益提高。在图像接收采集时,空间中存在同频不同向的不相干干扰信号,这些干扰信号对图像采集的质量有很大影响。为了增强期望信号并抑制干扰信号,进而使接收到的图像质量提高,本文对多频点数字波束形成(DBF)接收系统的干扰抑制进行了研究。近些年大规模集成电路技术高速发展,现场可编程逻辑门阵列(FPGA)芯片的规模越来越大,成本越来越低。现场可编程逻辑门阵列(FPGA)芯片可以完成整个系统的软硬件设计,有着较高的性价比,而且系统升级方便。根据应用背景,本文制定了合理的算法方案。分析了自适应阵列天线的结构以及信号模型,对多信号分类(MUSIC)算法和最小均方误差(LMS)算法进行了深入研究。在此基础上,提出了一种多频点波束形成接收系统干扰抑制的实现方案。为了将不同频点的信号分离,本文提出了一种改进的多通道数字下变频结构,并对其性能误差进行了分析,通过测试证明了方案的可行性。该结构不仅降低了后续处理的数据量,而且大大节省了硬件资源。然后,给出了多信号分类(MUSIC)算法的解决方案,将多信号分类(MUSIC)模块分解为协方差矩阵计算模块、特征分解模块、谱峰搜索模块,并对各模块进行了仿真验证。同时,提出了最小均方误差(LMS)算法的实现方案,并通过MATLAB和MODELSIM软件的联合仿真进行了验证。通过结果对比,可以看出设计方案是可行的。最后,进行了系统测试。测试表明图像显示稳定,细节清晰,干扰抑制能力很强。
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