论文部分内容阅读
电子战飞机是现代化战中必不可少的武器装备,但是缺乏一定的防御预警能力,在战场环境中非常容易面临敌方导弹威胁,通过本身自带的多套收发天线可以很容易地添加预警系统。然而,在预警系统中,发射系统和接收系统同时工作,且发射天线和接收天线相距不过10米,发射信号会有一部分直接耦合到接收天线,形成直达波干扰。相对于目标回波信号,直达波强度极大,严重影响信干噪比,直接造成雷达匹配滤波算法无法得到正确结果。针对此系统中的直达波干扰,本文研究了一种空时二维结构的功率倒置算法及其FPGA(Field Programmable Gate Array)实现。具体研究分为四个部分:一、对空域滤波理论基础进行了介绍。针对雷达系统常使用阵列天线的特点,介绍了窄带和宽带信号的阵列接收模型,给出了常见空域滤波算法:最小方差无失真响应(Minimum Variance Distortionless Response,MVDR)算法和功率倒置(Power Inversion,PI)算法,能有效滤除多种空间干扰信号。还介绍了两种评价抗干扰算法的性能指标。二、针对空域滤波的不足,研究了空时自适应干扰抑制算法。首先将功率倒置算法通过添加时域抽头的方式,扩展到空时二维结构,再类比维纳滤波器,推导出了空时二维功率倒置算法的维纳滤波器结构,得到了最优权值表达式。同时,介绍了硬件系统中常用的自适应权值求解算法:采样矩阵求逆(Sampling Matrix Inverse,SMI)和最小均方误差(Least Mean Square,LMS),并进行了仿真对比,分析了不同抽头长度和不同时延间隔对算法的影响。三、完成了直达波干扰抑制算法的FPGA系统实现。该算法以第三章介绍的空时结构功率倒置算法为基础,考虑到设计复杂度及系统运行速率要求,采用LMS算法的改进算法DLMS(Delayed LMS)实现权值计算。介绍了FPGA系统硬件平台设计,在EP5CEFA9F23I7芯片内设计实现了整个信号处理流程,其中包括采样数据同步、带通滤波、Hilbert变换、DLMS算法,并仿真验证了各个模块的正确性。四、完成了直达波干扰抑制系统的测试。对测试平台进行了简要介绍,给出干扰抑制前后的匹配滤波结果,验证了系统的有效性。