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1、第19卷第5期 哈 尔 滨 工 程 大 学 学 报 Vol.19,№.51998年10月 JournalofHarbinEngineeringUniversityOct.,1998自适应线谱干扰抵消器的性能分析及其极窄带实现江 峰 惠俊英 蔡 平 梁国龙(哈尔滨工程大学水声工程系,哈尔滨150001)摘 要 讨论了自适应线谱干扰抵消器的分析方法,然后给出分析结果.最后提出极窄带本地线谱干扰抵消器的概念及实现方法.理论分析与计算机仿真结果一致.本文工作为设计优良性能的自适应线谱干扰抵
2、消器提供了指导.①关键词 自适应滤波;本地噪声抵消;线谱信号处理分类号 TB56512U66617PerformanceAnalysisofAdaptiveLineCancellerandItsImplementationwithExtraNarrowBandJiangFengHuiJunyingCaiPingLiangGuolong(Dept.InstituteofUnderwaterAcoustics,HarbinEngineeringUniversity,Harbin150001)Abstract
3、Withthedevelopmentoftowedlinearraysonarandflankarraysonar,self-noisecancellerhasrecentlybecomeaveryactivetopicinthefieldofsonarsignalprocessing.Butthetheoryanditsapplicationofadaptivelinecanceller(ALC)arecommonlyneglectedtopics.Themethodoftheoreticalanal
4、ysisisdiscussedfirstly,thentheperformanceanal2ysisresultsaregiven.Intheend,theconceptionanditsimplementationofALCwithextranarrowbandareproposed.Thecomputersimulationshowsgoodagreementwiththeoreticalanalysis.ItishelpfultodesignALCwithhighqualities.Keyword
5、sadaptivefilter;self-noisecanceller;linespectrumsignalprocesing0 引 言随着拖曳线列声纳以及舷侧阵声纳的工作开展,本地干扰抵消技术已成为近年来非常[1]活跃的声纳信号处理技术的分支.在低频段,本地线谱是主要干扰.在本地干扰抵消技术的研究中,国内、外众多的学者集中于寻求具有对非平稳、宽带干扰良好抵消性能的自适应[1,2]滤波器的结构及算法,但是线谱干扰抵消器的理论及应用也是重要的课题.①收稿日期:1998-06-19 责任编辑:徐若冰©19
6、95-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.第5期 江 峰等:自适应线谱干扰抵消器的性能分析及其极窄带实现 ·43·线谱干扰抵消的研究工作普遍集中于双正交权V型自适应Notch滤波器,如抵消50Hz交流电源干扰.文献[3]和[4]中对于主动噪声控制研究中的双正交权V型Notch滤波器X-LMS算法,通过建立状态空间模型,利用著名的李氏变换(Lyapunov)将时变系统转化为等价的线性时不变系统,便利地进行了
7、稳定性分析.上述方法比较完善,但是上述模型和理论分析方法仅仅适合频率已知的单频线谱抵消器.对于本地线谱抵消器,合适的工程模型是抽头延时线(TDL)结构以及多通道TDL结构,适合处理频率未知的多频线谱抵消器.成熟的理论和计算机仿真研究工作均不多见.借助文献[5]中的分析方法,以下采用传递函数法给出一种近似分析结果.在自适应线谱干扰抵消器的应用实现中,当本地线谱与目标线谱频率靠近的情况下,线谱信号处理系统要求能有效抵消本地线谱干扰,并且滤波增强以及检测目标线谱.可见,本地线谱干扰抵消器具有极窄带陷波特性应该
8、是考核线谱干扰抵消性能的首要指标.极窄带线谱干扰抵消器是本文在自适应线谱干扰抵消器的分析及其改进的研究工作中提出的一个研究方向.本文首先给出自适应线谱干扰抵消器的理论分析,然后提出极窄带本地线谱干扰抵消器的概念,分析几类改进算法性能的局限性,同时给出一种简便有效的极窄带线谱干扰抵消器的实现方法,并对其参数优化设计及进一步应用范围进行了分析.1 信号流图图1中给出单通道线谱干抵消器的原理图,对于抽头延时线(TDL)结构LMS算法,若通道延时节
