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窄带干扰抵消技术 研究 实验报告题目 窄带干扰抵消技术研究 学 院 班 级 姓 名 学 号 绪论 §1.1 电磁干扰的产生 20世纪以来，随着通信事业的飞速发展，各种用途的电子设备应运而生，电子设备间的密集度也与日俱增，导致所占用的电磁频谱越来越宽，所传输的信息量越来越大，电磁干扰问题日益突出[1]。 在民用场合一般可以通过分配频率资源、限制发射功率、增加通信设备间距离等方式来解决这种问题。但是，在舰船、陆基通信站、通信车和军用指挥飞机等军事场合，通常装有多部电台，并需要它们同时工作，致使空间的限制天线间不得不离得很近，导致大功率发射天线对敏感度很高的接收天线、同频带发射天线对接收天线等都将产生强烈的干扰，而空间隔离、屏蔽等许多在其它环境中行之有效的方法都无法使用，如果不采取适当的措施将导致设备和系统的性能下降，甚至失效。 §1.2 干扰抵消技术的发展 多年来，人们一直在寻求解决相互间电磁干扰的途径，随着电子技术的发展，自适应干扰抵消技术逐步发展并成熟起来，它是用来抑制同台发射机耦合到接收机输入端干扰的技术。该技术能使设备在收发频率间隔很小的情况下工作，因而比传统的滤波技术优越得多。在高频频谱管理中，这种技术很有用。 自适应干扰抵消系统（Adaptive Interference Cancellation System，以下简称ICS）最早由美国空军的罗马航空发展中心为解决侵越战争中碰到的强信号邻道干扰问题而于1965年开始着手研究的，并于1968年研制出了一种具有自动相位微调的开环抵消系统。 图1-1 干扰抵消原理图 干扰抵消的基本原理如图1—1所示，当远方的有用信号通过接收天线进入到接收机时，同台或邻台的强功率信号也被接收天线接收，进而进入接收机产生同台或邻台干扰，干扰电平超过一定强度就转换为阻塞干扰。由于近场信道特性和干扰信号本身的不确定性，使得该干扰信号的幅度随时间、环境的变化而变化，但可以从同址的干扰源(功率源)取出一部分信号，经过相关处理及自适应算法，自动地调节权值结构，产生一个与干扰信号大小相等方向相反的响应信号，从而抵消接收天线输入端的干扰信号，达到干扰抵消的目的。 干扰抵消技术在通信领域起着重要作用。首先，它实现了邻道双工通信，充分利用了频率资源。对于中小功率的无线电台，由于收发天线相距较近，要采用双工通信就必须保持收发频率有足够的间隔，这使得频率资源不能被充分利用。对短波通信来说，由于频率的选择受到传输条件的限制，导致收发频差大，双工通信效果差。而采用ICS后，收发间隔被大大压缩，在选择工作频率上就自由得多，双工通信的效果也就得到了改善。其次，它解决了集中通信台、通信站、车载、机载、舰载电台的电磁兼容问题。在现代军事通信中，一个固定的台、站或者是通信车通常都装有多部同波段的无线电台。ICS用在此处，可以解决多部发射机对多部接收机的干扰问题，从而使电台能同时正常工作。另外，在某些情况下，可实现双工收发共用天线。在VHF和UHF波段，当收发频率相对固定时，采用ICS配合铁氧体环形器及高选择性滤波器，可在共用天线情况下，使接收机输入端的干扰抵制到较低电平。除此之外，干扰抵消技术也已成功应用于跳频通信等一些新的通信领域之中，当发射频率跳变时，ICS也跟踪跳变，发射机和接收机之间相当于接有一自适应带阻滤波器，从而使收发跳频范围不受相互间干扰的限制[2]。总之，干扰抵消技术有着广阔的发展前景。它作为一种自适应误差控制技术，已发展有自适应滤波、自适应噪声抵消、自适应天线阵列等相关技术。第二章 自适应干扰抵消原理 本章概述了自适应抵消的基本原理，进而介绍了基于正交矢量合成原理的自适应干扰抵消系统。 §2.1 自适应滤波 自适应干扰抵消是自适应滤波的一种应用。自适应滤波器是近30年来发展起来的关于信号处理方法与技术的滤波器，和维纳滤波器一样，都是符合某种准则的最佳滤波器。维纳滤波器等滤波器的设计方法都是建立在信号特征先验知识基础上的，其参数是固定的，是用于平稳随机信号的最佳滤波技术。但遗憾的是，在实际应用中常常无法得到信号特征先验知识，而且信号的统计特性还会不断变化，因此很难用这种方法实现最佳滤波。 而在这种情况下，自适应滤波器能够得到比较好的滤波性能，当输入信号的统计特性未知或发生变化时，自适应滤波器能够自动地调节自身的滤波参数，以满足某种准则的要求，从而实现最优滤波，因此自适应滤波器具有“自我调节”和“跟踪