基于自适应LMS算法的超宽带无线电引信滤波技术研究

发布时间：2021-02-28 15:01

现代战争要求引信能够在恶劣的电磁场环境下实现对目标信号的正确提取,超宽带无线电引信回波信号容易受到高频噪声的干扰。目前对于引信回波信号的研究主要集中在体制抗干扰技术和分析回波技术研制相应的抑制技术两个方面,虽然取得了显著的效果,但这两方面存在技术复杂、成本较高等问题。由于自适应LMS算法简单、易于实现等优点,在不需要信号和噪声的先验统计特性的情况下,能够通过自身算法自动调节滤波器参数,从而达到最佳滤波的效果。因此,本文提出运用自适应LMS算法对超宽带无线电引信回波信号进行滤波处理研究。本文在分析原有自适应LMS算法的基础上,根据变步长LMS自适应算法调整原则,结合数学理论以及控制工程理论等知识,通过引入反馈控制函数建立了两种新的步长与误差之间的非线性函数模型,使得不同时刻对应的步长之间相互影响,提高了算法的实用性。本文重点要完成两部分内容,第一部分是运用MATLAB对建立的算法模型进行收敛性和稳态性能分析,确定较快收敛速度和较低稳态误差下算法模型中的关键参数,并与现有文献中算法进行性能对比分析;第二部分是运用建立的两种算法对超宽带无线电引信回波信号进行滤波处理分析,首先确定了两算法最佳滤波性能下的最优模型,然后分析了不同信噪比对引信回波信号的影响,最后对不同信噪比的引信回波信号进行了滤波性能仿真分析,确定了两种算法下的最优滤波器长度。仿真实验与分析结果表明:本文提出的算法模型在超宽带无线电引信回波信号的处理中,达到了理想的滤波要求。
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN713

文章目录

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 论文研究的背景和意义

1.2 自适应算法国内外发展与研究现状

1.3 引信目标回波信号国内外发展与研究现状

1.4 超宽带无线电引信简介

1.5 本文的工作内容和各章的主要研究内容

1.6 本文的创新之处

2 LMS算法相关理论

2.1 维纳（Wiener）滤波概述

2.2 正交性原理

2.2.1 最优线性滤波器

2.2.2 正交性原理

2.3 维纳——霍夫方程

2.4 最速下降法

2.4.1 最速下降法理论推导

2.4.2 收敛性分析

2.5 本章总结

3 自适应LMS算法

3.1 LMS算法演绎过程

3.2 有关LMS算法的性能指标和性能分析

3.2.1 收敛速度

3.2.2 稳态误差

3.2.3 计算复杂度

3.3 可变参数对LMS算法性能影响

3.3.1 滤波器长度

3.3.2 步长因子

3.3.3 滤波器权向量初始值

3.4 本章总结

4 改进变步长LMS自适应算法研究

4.1 算法机理分析

4.2 双参数误差关联反馈控制的变步长算法性能分析

4.2.1 定参数值的确定以及对算法性能的影响

4.2.2 α作为e（n）函数时对算法性能的影响

4.3 单参数误差关联反馈控制的变步长算法性能分析

4.4 改进算法与文献算法性能对比

4.5 本章总结

5 基于自适应LMS算法的超宽带无线电引信滤波技术研究

5.1 信噪比对超宽带无线电引信回波信号的影响

5.2 本文算法模型中关键参数对引信回波信号影响分析

5.3 模型A（α（n）为常数）算法对引信滤波性能影响

5.4 最优模型算法对引信回波信号滤波性能影响

5.4.1 最优模型关键参数的确定

5.4.2 最优模型算法对引信回波信号滤波性能影响

5.5 本章总结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 尚需解决的问题和改进的地方

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢

【参考文献】