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自适应干扰抵消器的算法研究

吴彪  
【摘要】:现代军事通信中,由于空间小设备多,发射机与接收机天线往往相距较近,再加上收发电平相差较大,发射机会对接收机造成强烈的电磁干扰,即为同址干扰。同址干扰会导致接收机减敏甚至阻塞,严重地影响接收机性能。解决该问题的方法较多,其中最为有效的就是自适应干扰抵消器。另外将该系统装配在电子干扰机上,可用于实现干扰敌方通信的同时保持自身的通信能力。该系统还可用于5G实现同时同频全双工通信,这将极大地提高频率资源利用率。目前主要通过天线布局设计、模拟域干扰抵消和数字域干扰抵消相结合实现干扰信号的大幅抵消,从而提取出有用信号,本文研究的是模拟域干扰抵消。本文首先叙述了自适应干扰抵消器的研究背景及其应用发展,目前该技术主要应用在军事上,但其在民用上的发展不可限量。接着介绍了自适应干扰抵消器的工作原理,自适应干扰抵消器是自适应滤波器的一种具体应用,其基本原理为,合成一个与干扰信号等幅反相的信号叠加到接收机的输入端抵消干扰。通过分析幅度偏差和相位偏差对干扰抵消比的影响,本文设计了基于正交矢量合成的自适应干扰抵消器并介绍了其模块组成。接着本文对控制单元提取出的数据进行了科学的分析,选取模拟退火算法、遗传算法以及模式搜索算法作为控制算法,并对模式搜索算法进行了改进。随后本文利用实际系统采集的数据对以上算法进行了仿真分析,结果表明,相比于模拟退火算法和遗传算法,模式搜索算法具有更快的收敛速度,同时收敛精度相差无几,改进后,收敛速度和收敛精度都得到了加强。最后,本文将改进后的模式搜索算法应用到了实际的自适应干扰抵消器中,并对30~512MHz频段的干扰抵消比进行了测试,结果显示,所有频点的干扰抵消比均可达40dB以上,满足性能要求。综上所述,采用改进后的模式搜索算法的自适应干扰抵消器较好地解决了同址干扰的问题,另外模式搜索算法具有局部寻优能力强,收敛速度快,工程上易于实现的优点,而经本文改进后,收敛速度进一步加快,全局寻优能力也得到了加强,适用于解决工程上需要快速收敛的寻优问题。


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