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本地强干扰抑制技术研究

刘黎力  
【摘要】:水声干扰是水声对抗的重要分支,近年来随着科技的进步迅速发展,并逐步向智能化干扰转变。在智能化干扰中,水声干扰设备要在发射干扰的同时监视目标信号,以应对其信号形式的突变。为此,干扰对抗设备应能对本地强干扰进行抑制,保证接收机获得足够的检测信噪比。本论文围绕水声对抗本地强干扰抑制技术,先介绍了它的特点和难点,然后,分别采用三种不同的技术途径抑制本地强干扰。 (1)利用矢量传感器指向性零点抑制多径干扰。 先简要介绍了矢量传感器的工作原理和特性,阐述了矢量传感器对各类干扰的抑制原理。本论文利用二维同振式矢量传感器的指向性零点抑制本地直达声干扰与水面反射干扰。针对水面反射干扰抑制性能受频率及声程差影响,不好验证的问题,提出了利用宽带信号或噪声声压功率谱与矢量功率谱干涉峰峰值对比的方法,并从原理上对该方法进行了分析论证。 (2)利用自适应滤波器抑制宽带噪声干扰与单频干扰。 先介绍了自适应滤波器抵消噪声的原理。考虑本地干扰抑制对象为接收端接收的发射的信号,可用发射信号作为噪声抵消器的参考信号,结合水声对抗中收发距离近、声传播途径已知等特点,通过对发射信号进行信道补偿,可以提高参考信号与待抵消信号的相关性,以获得较好的宽带噪声干扰抑制效果,该方法同样可应用于自适应陷波器对本地单频干扰的抑制。 (3)利用分数阶傅里叶变换(FRFT)时频滤波技术抑制本地线性调频(LFM)干扰。 先介绍了FRFT的定义和性质。由于在本地干扰抑制中,FRFT的变换对象是确定参数的LFM信号,旋转因子是已知的,仅通过一次旋转即可达到能量聚焦目的,因此FRFT适用于抑制本地LFM干扰。然后论文描述了利用FRFT对已知LFM干扰进行抑制的时频滤波方法。考虑到矩形窗FRFT时频滤波因窗口的频响产生较高的栅瓣,论文对该方法进行了加窗改进,抑制了前者在时频滤波过程中出现的栅瓣。 在理论分析了上述三种技术途径的可行性之后,本文最后给出了试验和仿真验证的结果,结果证明矢量传感器的使用能有效增加收发隔离度,自适应噪声抵消技术和FRFT时频滤波技术能通过算法获得显著的检测信干比增益,这三种技术途径均能有效抑制水声对抗中的本地干扰,满足水声对抗的应用需求。 论文在最后指出,上述三种技术不仅可应用于水声对抗领域,亦适用于其它一些强干扰背景下的水声信号检测系统中,具有一定的水声工程实践应用价值。


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