时滞SMIB混沌系统的同步及其在通信干扰对消中的应用

在实施通信干扰时,为了消除干扰信号对己方通信的影响,研究了干扰信号对消问题。考虑到混沌的类随机性使得混沌信号可以代替高斯噪声作为通信干扰源达到较好的干扰效果,以时滞SMIB混沌系统为干扰源,证明了存在外干扰时,参数失配的两个时滞SMIB混沌系统在线性状态误差反馈控制下达到有误差界的同步的判据,给出了误差界的估计,并进行了仿真验证。结果表明:利用该研究结论,可以在通信接收端对混沌干扰信号进行对消,基本消除混沌干扰对自身的影响。

基于样条插值的非线性自干扰对消技术

针对雷达干扰机收发天线之间存在的非线性自干扰耦合问题,研究一种基于样条插值的非线性自干扰对消方法。该方法将样条插值和自适应滤波相结合,分别建立样条哈默斯坦模型和样条维纳模型,通过引入鲁棒性较强的反正切(arctangent,ARC)函数作为代价函数,得到两种模型下样条控制点和滤波器系数的自适应学习规则,并分析样条控制点数量对自干扰对消性能的影响。仿真实验表明,对于带宽为60 MHz的信号,所提基于ARC参数学习方法与传统最小均方参数学习方法相比,对消比获得4 dB左右的提升,收敛速度提高1倍。另外,针对信道突变的场景,所提方法跟踪性能好且稳态误差低。当背景噪声中存在非高斯脉冲干扰时,所提方法能够有效应对脉冲噪声环境下的干扰。

基于电磁干扰对消EMI有源滤波模块设计

针对火控设备因开关电源电磁干扰所引起的辐射超标问题,基于差模与共模结合的混合抑制原理,运用电磁干扰对消技术,制作一款小型化的有源滤波模块。该模块尺寸为25.4 mm×25.4 mm×6.0 mm,满足低剖面及便于电路板集成的需求。经实测,其能够抑制10 kHz~10 MHz频段内电源干扰,满足GJB 151B相关电磁兼容要求。通过实测比较发现,与无源滤波相比,其具有体积小、成本低、滤波性能稳定等优点。

跳频数据链干扰对消系统射频前端设计优化

干扰对消是主动方式的干扰管理方法,干扰对消的核心思想是利用干扰源来消除干扰,针对高速跳频系统抗干扰系统采用分离式方法设计干扰对消系统,需要定制化的射频前端设计。针对高速跳频系统抗干扰系统的抗干扰抑制需求,从信号取样、射频接入、对消方式和控制接口4个方面分析跳频数据链干扰对消系统的工作流程,设计主控天线前端电路的直通单元和射频前端,结合模数转换(analog-to-digital conversion,AD)底噪和干扰信号峰均比的影响,计算噪声功率密度和噪声功率,分析射频前端参数影响跳频数据链灵敏度和干扰对消能力上限的约束条件,最后给出射频前端系统增益和信号带宽参数影响跳频数据链干扰对消系统的优化分析。

应用于宽频带通信干扰对消的重构滤波器设计

围绕宽频带通信干扰对消的需求,提出了新的子带划分与重构框架,并对子带划分滤波器组与重构滤波器进行设计,简化了完全重构条件,使得重构滤波器具备过渡带幅度互补特性。仿真与实验结果表明,设计的重构滤波器可以有效降低重构后通信信号的误码率,并且解决了子带信号拼接过程中的频谱起伏现象。所提出的子带划分与重构框架及重构滤波器设计展现了良好的通信信号重构效果,可为宽频带干扰对消的子带划分与重构工程实践提供新的理论方法与技术路线。

非理想干扰对消条件下扰中侦系统性能分析与功率优化

为了定量描述干扰对消性能对扰中侦系统的影响,提出了非理想干扰对消条件下干扰-侦察中断概率的概念,推导了干扰-侦察中断概率性能闭式表达式,并进一步给出了理想干扰对消情况下的渐进中断概率表达式。基于所推导性能闭式表达式,求得了使干扰-侦察中断概率最小化的最优干扰功率。利用蒙特卡罗仿真验证了推导结果的准确性和最优功率的正确性。结果表明,干扰-侦察中断概率随着干扰对消比增大而减小,但随着干扰功率和发射功率的增大先减小后增大;最优干扰功率随着发射功率的增大而逐步增大,但最优干扰-侦察中断概率性能随着发射功率的增大而趋于常数。

多源宽带干扰对消建模及干扰抑制需求分析

为解决宽带干扰对消中的多源干扰抑制问题,建立多源宽带干扰对消的理论模型,得到了取样天线和时域滤波器数量对干扰抑制性能的影响规律。分析干扰源间相关性对干扰抑制性能的影响,研究多干扰源和单干扰源干扰对消比的差异性,提出压缩系数作为衡量多干扰源干扰对消比的指标,并得到了多源宽带干扰对消的干扰抑制需求。实验结果表明,增大取样天线和时域滤波器数量可以显著提高双干扰源的干扰对消比。在相同场景下,双干扰源的干扰对消比低于单干扰源10 dB以上,而且随着双干扰源的功率差变大,压缩系数降低,干扰对消比逐渐降低。当二者的功率差超过25 dB后,压缩系数接近于1,双干扰源等效为单干扰源。

阵列自由度欠定条件下雷达干扰对消方法及性能分析

针对雷达、数据链等分时信息系统发射时隙产生的自干扰影响非合作干扰对消权值问题,分析辅助天线阵列自由度影响对消暂态权值收敛特性,提出非合作干扰对消权值保持方法。考虑辅助天线通道与主天线通道异构场景,定量推导非合作干扰对消输出功率稳态性能边界与影响因素。结果表明,权值保持技术避免发射自干扰影响,增加辅助天线数量提升对消比和对消收敛特性。所提方法提升了阵列自由度欠定条件下非合作对消稳态和暂态性能,对于雷达非合作干扰对消设计具有现实指导意义。

子阵级单脉冲四通道主瓣干扰对消角度分辨率分析

针对子阵级单脉冲雷达,研究了和差四通道主瓣干扰对消技术。为此,构建了二维子阵级单脉冲四通道干扰对消信号模型,并提出了以有用信号信噪比损失值为指标的定量方法来表征主瓣干扰对消角度分辨率。基于此,进一步推导了干扰对消角度分辨率的解析表达式,并明确了对消角度盲区的理论边界。仿真与暗室实验的结果验证了该解析式的正确性。研究可为四通道主瓣干扰对消技术的理论边界分析和工程实现提供参考。

非合作干扰对消技术中空间分辨率建模与分析

在非合作干扰对消的背景之下,通过对不同阵列流形接收信号模型的建立,提出了空间分辨率的表征参数,用以衡量干扰信号与通信信号达波角度接近时,不同阵列流形对相近达波角度的分辨能力和对消能力,并分析了空间分辨率的影响因素,提出了新的非合作干扰对消阵列设计标准。推导了阵列转移因子和输出信干噪比作为空间分辨率的评价指标。从阵型、阵元个数和阵列半径三个方面,仿真分析了不同阵列流形的空间分辨率,并通过实验进行了验证。实验结果与理论和仿真分析结果吻合较好,验证了空间分辨率对干扰对消的实际影响。为后续阵列流形优化与辅助天线设计提供了基础。

基于双通道接收的干扰对消性能分析

为了探究在工程实现中卫星通信地球站使用干扰对消抵抗来自空中平台或周边干扰的可行性,对不同接收环境下的干扰对消性能进行了分析。首先,在假定2个通道中干扰差异被准确估计并补偿的情况下,推导出理论性能的近似计算公式;然后,采用最小均方(least mean square, LMS)自适应滤波器对2个通道干扰的差异进行补偿,完成干扰对消;最后,通过仿真实验对使用LMS自适应滤波器的干扰对消进行验证。结果表明:干扰对消的理论性能在卫星信号与干扰入射夹角大于15°时信噪比恶化可以接近0 dB,而夹角小于15°时信噪比恶化程度明显提高;除了入射夹角的影响外,采用LMS自适应滤波器的干扰对消性能还受算法参数、干扰大小等其他因素的影响,对于固定频点的干扰,在入射夹角大于4°且主通道干信比小于30 dB时,干扰对消后信噪比恶化小于0.6 dB,而且这一结果基本不受采样率的影响。所提出的理论性能近似计算公式可以为干扰对消算法的性能评价提供参考,采用LMS自适应滤波器的干扰对消在算法参数设置合理的情况下可以接近理论性能。

一种改进变步长的自适应电磁干扰对消算法

针对已有最小均方(LMS)自适应干扰对消算法初期收敛速度慢且整体误差偏大的问题,提出一种改进变步长LMS算法。该算法在保证收敛速度和误差精度要求下,简化了步长因子μ(n),且采取分段迭代的方法,克服算法初期收敛慢的缺点。在误差|e(n)|较大时,文中提出通过调整系数ε调节步长μ(n)的变化速度,增强了迭代稳定性。仿真结果表明:与正态分布曲线步长等算法相比,使用文中算法后,宽带与窄带电磁干扰信号的收敛速度至少提高13%,干扰对消后期望信号的输出信噪比至少提高26%。该算法可用于复杂电磁环境下的电磁干扰消除。

斩波稳零下自适应干扰对消系统的性能分析

分析了实际模拟自适应干扰对消系统中权值控制支路存在零漂时权值和误差的时域特性。零漂的存在易造成稳态权值偏离最优权值,导致干扰对消比显著下降,但不影响系统的平均收敛速度。斩波稳零法是克服零漂的主要方法,对采用基波斩波下系统的性能进行了理论推导,并通过仿真进行了分析。基波斩波导致系统成为时变系统,克服了零漂的同时,在权值中增加了新的频率分量,引入了新的干扰并导致干扰对消比有所降低。

含有用信号的自适应干扰对消系统时域分析

从时域角度对含有用信号的自适应干扰对消系统进行了建模与理论分析,研究了"有用信号损耗"的特性,分析了有用信号损耗与干扰对消比、收敛时间之间的内在联系。为避免有用信号损耗较大,对消系统的反馈电路需工作在欠阻尼状态;给出了欠阻尼状态下,各参数对系统性能指标的影响。实验结果验证了理论分析的正确性,从而为对消系统的优化设计提供了重要的理论依据。

自适应干扰对消系统中的时延匹配

分析了模拟实现的自适应干扰对消系统中存在时延失配情况下系统的性能.通过理论计算求解了时延条件下的周期时变微分方程组,得到时延增大与系统收敛速度降低的结论,分析得到系统稳定性的判断标准.通过对系统模型的简化分析,得到时延与稳态权值的关系式,并求解得到时延与稳态误差的量化关系,以及干扰对消比随时延变化的规律.最后通过仿真和实验证实了理论分析的正确性.

干扰对消系统的非零带宽性能与延时匹配

分析了干扰信号非零带宽下,实际自适应干扰对消系统的频域特性和时域特性。非零带宽信号使系统时变,当带宽远小于中心频率时,系统可近似为自适应梳状滤波器。系统的平均收敛速度与总参考信号幅值成正比,干扰对消比随信号带宽的增大而减小。对耦合延时匹配进行了理论和仿真分析,分析表明,耦合延时匹配可以显著提高宽带干扰对消比和对消带宽,延时匹配越精确,对消效果越好。

基于AGC的自适应干扰对消系统性能分析

首先,提出了一种基于自动增益控制(automatic gain control,AGC)技术的自适应干扰对消系统,并对该对消系统进行了建模与理论分析;然后,研究了AGC对消系统的收敛时间、干扰对消比和有用信号损耗特性,并分析了零漂对系统性能的影响。分析结果表明:使用该对消系统可有效降低零漂对系统性能的影响;在干扰信号功率较小时,也可得到较高的干扰对消比和较快的收敛速度。实验结果也验证了理论分析的正确性和AGC技术的有效性。

参考信号耦合有用信号对干扰对消系统的影响及其抑制

分析了参考信号耦合有用信号时,实际自适应干扰对消系统的时域特性。分析表明,参考信号含有用信号导致系统时变,改变系统的最佳权值,使系统的干扰对消效果下降,并对有用信号的接收产生影响。根据实际共平台通信系统的收发耦合特性,从时域角度分析得到系统干扰对消比和有用对消比的计算表达式,并得到干扰对消比和有用对消比随相对时延相位变化的规律。提出一种时延匹配方法,通过匹配参考信号提取点至正交功分器输出与接收天线至合成信号注入点间的时延,可以有效抑制参考信号耦合有用信号导致干扰对消效果下降的问题。仿真结果表明,所提出的时延匹配方法能消除有用信号对干扰对消比的影响,还能提高干扰对消效果。

一种改进型KB-RLS算法在自干扰对消中的工程应用

在自适应自干扰对消的过程中,结合实际的工程应用需求(收敛精度高、收敛速度快、算法复杂度低),提出了一种改进型保持平衡-递推最小二乘法(KB-RLS)算法,并进行了相应的硬件架构搭建。在此架构上,抓取了实际电磁环境中的信号进行仿真测试,并将改进型算法和已有的经典RLS算法进行对比。结果表明,该算法在工程应用中,对实际环境下的复杂电磁信号,能获得更好的对消效果。

自适应干扰对消系统中的积分控制与低通控制

分析了模拟自适应干扰对消系统在积分控制和低通控制下,系统的权值和误差的时域特性。低通控制和积分控制不同,存在剩余误差,但收敛速度略快于积分控制。忽略高频项的分析不能反映系统的不同阻尼特性,计算结果也是近似的。通过调整低通时间常数而不是提高低通外的增益,可保证系统3dB带宽不变而提高干扰对消比。