本文關(guān)鍵詞：多頻點(diǎn)DBF接收系統(tǒng)干擾抑制的研究與FPGA實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,生產(chǎn)和生活對(duì)視頻圖像采集系統(tǒng)的要求日益提高。在圖像接收采集時(shí),空間中存在同頻不同向的不相干干擾信號(hào),這些干擾信號(hào)對(duì)圖像采集的質(zhì)量有很大影響。為了增強(qiáng)期望信號(hào)并抑制干擾信號(hào),進(jìn)而使接收到的圖像質(zhì)量提高,本文對(duì)多頻點(diǎn)數(shù)字波束形成(DBF)接收系統(tǒng)的干擾抑制進(jìn)行了研究。近些年大規(guī)模集成電路技術(shù)高速發(fā)展,現(xiàn)場可編程邏輯門陣列(FPGA)芯片的規(guī)模越來越大,成本越來越低�，F(xiàn)場可編程邏輯門陣列(FPGA)芯片可以完成整個(gè)系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì),有著較高的性價(jià)比,而且系統(tǒng)升級(jí)方便。根據(jù)應(yīng)用背景,本文制定了合理的算法方案。分析了自適應(yīng)陣列天線的結(jié)構(gòu)以及信號(hào)模型,對(duì)多信號(hào)分類(MUSIC)算法和最小均方誤差(LMS)算法進(jìn)行了深入研究。在此基礎(chǔ)上,提出了一種多頻點(diǎn)波束形成接收系統(tǒng)干擾抑制的實(shí)現(xiàn)方案。為了將不同頻點(diǎn)的信號(hào)分離,本文提出了一種改進(jìn)的多通道數(shù)字下變頻結(jié)構(gòu),并對(duì)其性能誤差進(jìn)行了分析,通過測試證明了方案的可行性。該結(jié)構(gòu)不僅降低了后續(xù)處理的數(shù)據(jù)量,而且大大節(jié)省了硬件資源。然后,給出了多信號(hào)分類(MUSIC)算法的解決方案,將多信號(hào)分類(MUSIC)模塊分解為協(xié)方差矩陣計(jì)算模塊、特征分解模塊、譜峰搜索模塊,并對(duì)各模塊進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。同時(shí),提出了最小均方誤差(LMS)算法的實(shí)現(xiàn)方案,并通過MATLAB和MODELSIM軟件的聯(lián)合仿真進(jìn)行了驗(yàn)證。通過結(jié)果對(duì)比,可以看出設(shè)計(jì)方案是可行的。最后,進(jìn)行了系統(tǒng)測試。測試表明圖像顯示穩(wěn)定,細(xì)節(jié)清晰,干擾抑制能力很強(qiáng)。
【關(guān)鍵詞】：直線陣列天線 波達(dá)方向估計(jì) 最小均方誤差 數(shù)字下變頻 現(xiàn)場可編程邏輯門陣列
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN919.8;TN791
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 課題研究背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 波達(dá)方向估計(jì)技術(shù)的發(fā)展概述10-11
• 1.2.2 數(shù)字波束形成技術(shù)的發(fā)展概述11-12
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容及安排12-14
• 第2章 直線陣列天線及其分析14-20
• 2.1 自適應(yīng)陣列天線14-15
• 2.2 信號(hào)模型15-18
• 2.2.1 有用信號(hào)15-17
• 2.2.2 噪聲17
• 2.2.3 干擾17-18
• 2.3 波束形成18-19
• 2.4 本章小結(jié)19-20
• 第3章 自適應(yīng)波束形成算法20-35
• 3.1 MUSIC算法20-27
• 3.1.1 MUSIC算法的基本原理20-24
• 3.1.2 仿真與分析24-27
• 3.2 最小均方誤差自適應(yīng)波束形成算法27-34
• 3.2.1 LMS算法28
• 3.2.2 步長因子選取28-32
• 3.2.3 算法仿真與分析32-34
• 3.3 本章小結(jié)34-35
• 第4章 數(shù)字下變頻設(shè)計(jì)與陣列通道校正35-49
• 4.1 FPGA硬件平臺(tái)與設(shè)計(jì)思想35-37
• 4.1.1 FPGA硬件平臺(tái)介紹35-36
• 4.1.2 FPGA設(shè)計(jì)思想36-37
• 4.2 多通道數(shù)字下變頻器設(shè)計(jì)37-45
• 4.2.1 DDC結(jié)構(gòu)原理38
• 4.2.2 DDC的FPGA實(shí)現(xiàn)38-43
• 4.2.3 性能誤差分析43-44
• 4.2.4 測試結(jié)果分析44-45
• 4.3 陣列通道校正45-47
• 4.3.1 陣列通道校正原理45-46
• 4.3.2 校正實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析46-47
• 4.4 本章小結(jié)47-49
• 第5章 自適應(yīng)波束形成的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)49-66
• 5.1 MUSIC算法的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)49-61
• 5.1.1 協(xié)方差矩陣模塊的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)49-52
• 5.1.2 特征分解的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)52-58
• 5.1.3 譜峰搜索的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)58-61
• 5.2 LMS算法的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)61-64
• 5.2.1 模塊設(shè)計(jì)61-63
• 5.2.2 模塊驗(yàn)證測試63-64
• 5.3 系統(tǒng)測試64-65
• 5.4 本章小結(jié)65-66
• 總結(jié)和展望66-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單72-73
• 致謝73

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