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基于干扰方接收装备的自适应信号消扰技术研究

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作者:陈向明 胡家胜 张成刚时间:2013-10-25来源:电子产品世界收藏

  一般情况下,膨胀运算减小了信号的谷值,扩展了峰顶;而腐蚀运算减小了信号的峰值,加宽了谷域。开运算可以抑制信号的尖峰,闭运算可以抑制信号的波谷。开、闭运算所能滤除正、负脉冲的宽度取决于运算所使用的结构元素 的宽度M。如果信号中噪声脉冲的宽度不超过所选结构元素的宽度,就可以被开、闭运算所去除。所以直接形态学开运算也可以完成的估计,但是存在较宽信号时需要较大的结构元素,实际计算量较大。为节约运算资源和运算时间,先对频谱数据进行分段最小值抽取,对抽取序列选用较小的结构元素进行形态学开运算,然后再进行插值得到估计值。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/184616.htm

  图4通过图形描述给出了对30点谱线数据用形态学方法估计的处理过程。按每3点均匀划分为一个分段,用图中的虚线分开。开运算结构元素为1X2。

  频谱数据分段后会出现两种情况:一是段内谱线只有一部分是信号谱线(如图4(a)的分段3、4、7、9)或全部是噪声谱线(如图4(a)的分段1、2、5、6、10),这时该段的最小值反映了该段的噪声基底值。二是段内谱线全部为信号谱线(如图4(a)的分段8),段内的最小值反映了信号的频谱幅度,在最小值抽取序列中表现为突出的尖峰(如图4(b))。将最小值抽取序列作为二值图像,通过形态学开运算消除尖峰(图4(b)),作为各段噪声基底的估计值。插值后的噪声基底估计值如图4(c)所示。

  由式(4)可知,求各段的最小值等价于用等于分段长度的结构元素对分段数据做一次腐蚀运算。在对腐蚀运算选择结构元素(1*M)即确定分段长度M时,主要考虑将分段内的噪声起伏控制在一定的范围(如小于1dB)。

  开运算结构元素为线性结构元素1*M,M主要取决于存在的最宽信号所占的分段数K,即M≥K。结构元素的选择与频谱分段有密切的联系,在可能的最大信号带宽确定的条件下,分段长度越短,结构元素的尺寸越大,实现起来越复杂。因此,在开运算的计算开销允许的情况下尽量取较小的分段长度。当结构元素为线性结构元素时,腐蚀运算等价于最小值滤波,膨胀运算等价与最大值滤波。实际实现时,开运算可通过最大值滤波和最小值滤波级联实现。

  检测门限估计

  去掉噪声基底的频谱近似等于高斯白噪声和信号的叠加,其中未叠加信号的频谱近似保留了高斯白噪声的特征。将3.1.1节噪声基底估计的最小值抽取序列开运算前后的结果做差,差的绝对值较小的所有分段内的谱线视为未叠加信号的谱线。因此可以采用N-Sigma方法对未叠加信号的谱线进行处理来估计检测门限。

  如果己方的侦察设备可以提前获知己方强信号的先验知识,如:通信制式(定频、跳频)、干扰样式(MFM、QPSK等)、通信频率、通信带宽等参数,检测方法相对简单。假如不能获得己方干扰信号的先验知识,则通过信号强度的大小和预先设定的判决门限来判断是否存在己方强信号。如果存在己方强信号,对己方强信号的带宽、信号强度、通信制式、中心频率进行估计,如果己方通信信号为跳频信号,还需要判断出己方跳频信号的跳频范围。

  己方强信号的提取

  文章采用数字FIR带通滤波器对己方通信信号进行提取。为了能够最快速地设计出合适的FIR带通滤波器,并尽可能降低处理复杂度,我们提出以两组预先设计好的FIR带通滤波器组为基础,来构造各种FIR带通滤波器的方法,该方法如下。

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