嚴(yán)爭(zhēng)通，肖素娟，白志科，陳亞林

（1.中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司 第705研究所，陜西 西安，710075；2.水下信息與控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安，710075）

基于自適應(yīng)對(duì)消的魚(yú)雷電磁引信目標(biāo)模擬系統(tǒng)收發(fā)耦合干擾抑制

嚴(yán)爭(zhēng)通1，2，肖素娟1，白志科1，陳亞林1

（1.中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司 第705研究所，陜西 西安，710075；2.水下信息與控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安，710075）

基于收發(fā)同時(shí)工作體制下的收發(fā)耦合干擾抑制問(wèn)題在目標(biāo)模擬系統(tǒng)中的重要性，闡述了魚(yú)雷電磁引信目標(biāo)模擬系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案和工作方式，建立了在收發(fā)同時(shí)工作下的耦合模型，提出了利用自適應(yīng)對(duì)消來(lái)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)信號(hào)和耦合干擾信號(hào)的實(shí)時(shí)分離，并對(duì)模型和算法進(jìn)行了仿真計(jì)算，重點(diǎn)研究了自適應(yīng)對(duì)消算法參數(shù)的選擇對(duì)收發(fā)耦合干擾抑制有效性的影響。仿真結(jié)果表明，在參數(shù)選擇合理情況下的自適應(yīng)對(duì)消方法能有效地解決收發(fā)耦合干擾抑制問(wèn)題，同時(shí)考慮自適應(yīng)對(duì)消的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性，采用遞推最小二乘算法比最小均方算法更合理。

魚(yú)雷；電磁引信；目標(biāo)模擬；收發(fā)耦合干擾；自適應(yīng)對(duì)消

0　引言

利用魚(yú)雷電磁引信目標(biāo)模擬系統(tǒng)可在陸上和實(shí)航進(jìn)行魚(yú)雷電磁引信性能和指標(biāo)的全面考核。此外，可將魚(yú)雷電磁引信目標(biāo)模擬系統(tǒng)用于自航式誘餌，以在近距離條件下干擾和誘爆來(lái)襲魚(yú)雷。為保證目標(biāo)模擬系統(tǒng)對(duì)來(lái)襲魚(yú)雷電磁引信的動(dòng)作可靠性，要求目標(biāo)模擬系統(tǒng)的發(fā)射信號(hào)隨著魚(yú)雷電磁引信探測(cè)信號(hào)的實(shí)時(shí)變化而變化，因此魚(yú)雷電磁引信目標(biāo)模擬系統(tǒng)應(yīng)選擇收發(fā)同時(shí)的工作體制。

但是受結(jié)構(gòu)限制，目標(biāo)模擬系統(tǒng)的發(fā)射天線和接收天線距離較近，發(fā)射信號(hào)會(huì)在接收天線端產(chǎn)生耦合信號(hào)，該信號(hào)與接收的魚(yú)雷電磁引信信號(hào)相疊加，進(jìn)入接收機(jī)導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法正常工作。因此消除自身發(fā)射信號(hào)的影響，從干擾和噪聲中提取魚(yú)雷電磁引信信號(hào)，做到實(shí)時(shí)發(fā)射和實(shí)時(shí)接收將是目標(biāo)模擬系統(tǒng)正常工作的前提，也是影響目標(biāo)模擬系統(tǒng)性能的關(guān)鍵因素。

目標(biāo)模擬系統(tǒng)處理的是魚(yú)雷電磁引信的探測(cè)信號(hào)，該信號(hào)頻率低、指向性差以及多普勒頻移小，收發(fā)耦合干擾抑制存在困難。針對(duì)收發(fā)耦合干擾抑制問(wèn)題，建立了魚(yú)雷電磁引信目標(biāo)模擬系統(tǒng)在收發(fā)同時(shí)工作體制下的耦合模型，利用自適應(yīng)對(duì)消來(lái)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)信號(hào)和耦合干擾信號(hào)的實(shí)時(shí)分離，通過(guò)仿真來(lái)驗(yàn)證收發(fā)分離的有效性。

1　目標(biāo)模擬系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

目標(biāo)模擬系統(tǒng)根據(jù)魚(yú)雷電磁引信信號(hào)的特性和艦艇目標(biāo)對(duì)信號(hào)的反射機(jī)理進(jìn)行相似性和幅相變化等參數(shù)處理，并利用引信對(duì)目標(biāo)的通過(guò)特性調(diào)制生成目標(biāo)模擬回波信號(hào)，在來(lái)襲魚(yú)雷引信作用距離內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的誘導(dǎo)物理場(chǎng)，使魚(yú)雷引信在誘導(dǎo)物理場(chǎng)的作用下產(chǎn)生動(dòng)作響應(yīng)［1］。

目標(biāo)模擬系統(tǒng)由接收天線、發(fā)射天線、引信信號(hào)預(yù)處理機(jī)、數(shù)字信號(hào)處理機(jī)和回波發(fā)射機(jī)等構(gòu)成，如圖1所示。

首先利用電磁信號(hào)接收天線接收來(lái)襲魚(yú)雷電磁引信輻射的電磁信號(hào)，經(jīng)目標(biāo)模擬系統(tǒng)預(yù)處理機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波、放大等處理后，進(jìn)入數(shù)字信號(hào)處理機(jī)提取信號(hào)的頻率、幅度和幅度變化率等參數(shù)，然后將信號(hào)參數(shù)和過(guò)靶參數(shù)加到目標(biāo)回波信號(hào)模型，最后通過(guò)回波信號(hào)發(fā)射機(jī)輻射具有目標(biāo)特征的回波信號(hào)，該信號(hào)被魚(yú)雷電磁引信接收天線接收，由于該信號(hào)帶有目標(biāo)特征，魚(yú)雷電磁引信會(huì)對(duì)其產(chǎn)生響應(yīng)，從而完成對(duì)引信動(dòng)作功能的檢驗(yàn)。

根據(jù)目標(biāo)模擬系統(tǒng)接收和發(fā)射的相對(duì)時(shí)間關(guān)系，目標(biāo)模擬系統(tǒng)可分為收發(fā)分時(shí)和收發(fā)同時(shí)2種工作體制，如圖2所示。

圖2　目標(biāo)模擬系統(tǒng)的工作體制Fig.2　Working pattern of target simulation system

收發(fā)分時(shí)工作體制中，首先在Tr時(shí)間段內(nèi)對(duì)魚(yú)雷電磁引信發(fā)射的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)和參數(shù)識(shí)別，然后在Tt時(shí)間段內(nèi)發(fā)射相應(yīng)目標(biāo)回波信號(hào)，接收和發(fā)射分時(shí)工作，不存在收發(fā)耦合干擾抑制問(wèn)題。

收發(fā)同時(shí)工作體制中，首先在Tr-Tt時(shí)間段內(nèi)對(duì)魚(yú)雷電磁引信發(fā)射的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)和參數(shù)識(shí)別，在發(fā)射目標(biāo)回波信號(hào)的同時(shí)，對(duì)魚(yú)雷發(fā)射的電磁信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，根據(jù)發(fā)射信號(hào)的變化實(shí)時(shí)調(diào)整目標(biāo)回波的參數(shù)，接收和發(fā)射同時(shí)工作，存在收發(fā)耦合干擾抑制問(wèn)題。

收發(fā)分時(shí)工作體制雖然不存在收發(fā)耦合干擾抑制問(wèn)題，但是魚(yú)雷電磁引信探測(cè)信號(hào)的參數(shù)（包括頻率和波形等）在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中可能不斷變化，目標(biāo)模擬系統(tǒng)無(wú)法對(duì)魚(yú)雷電磁引信信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，降低了對(duì)電磁引信信號(hào)的截獲概率，最終降低了對(duì)來(lái)襲魚(yú)雷的誘爆概率。

因此，魚(yú)雷電磁引信目標(biāo)模擬系統(tǒng)應(yīng)選擇收發(fā)同時(shí)的工作體制，該體制對(duì)于對(duì)抗調(diào)頻或者跳頻體制的電磁引信也有好處［2］。

2　收發(fā)信號(hào)的耦合模型與解決方案

對(duì)目標(biāo)模擬系統(tǒng)在收發(fā)同時(shí)工作的狀態(tài)下的干擾和噪聲進(jìn)行分析，建立收發(fā)信號(hào)的耦合模型，經(jīng)分析干擾和噪聲主要有以下幾類：

1）直接耦合干擾，該干擾信號(hào)與收發(fā)天線配置有關(guān)，與發(fā)射信號(hào)同頻同相，且幅度大于目標(biāo)回波接收信號(hào)。理論上垂直配置時(shí)的耦合信號(hào)為0，但由于裝配和加工等因素的影響，會(huì)有一定的失衡電壓；平行配置時(shí)的耦合信號(hào)最大，需要采取對(duì)消措施；

2）進(jìn)入接收天線的電磁干擾，該噪聲經(jīng)過(guò)濾波后可消除；

3）電路噪聲，該噪聲會(huì)影響檢測(cè)的穩(wěn)定性。

根據(jù)以上的分析可知，可以將接收線圈的信號(hào)寫(xiě)成如下形式

式中：Ui1（n）是接收線圈的信號(hào)；ST（n）是魚(yú)雷電磁引信輻射信號(hào)，即需要分離的目標(biāo)信號(hào)；S1（n）是從發(fā)射機(jī)進(jìn)入接收機(jī)的耦合干擾信號(hào)；n1（n）是噪聲信號(hào)。

用自適應(yīng)抵消的方式來(lái)消除S1（n），需要一個(gè)參考通道，參考通道接收到的信號(hào)

式中：S2（n）是發(fā)射線圈的發(fā)射信號(hào)；n2（n）是與接收線圈相當(dāng)?shù)脑肼曅盘?hào)。

解決收發(fā)耦合干擾抑制的問(wèn)題，需從3個(gè)方面來(lái)考慮：收發(fā)天線端對(duì)消（信號(hào)源頭隔離）；采用屏蔽和濾波（阻斷信號(hào)的傳播）；選擇合適的信號(hào)形式和自適應(yīng)對(duì)消技術(shù)（信號(hào)處理方法）［3］。

經(jīng)上述分析，對(duì)消耦合信號(hào)的處理流程如圖3所示，其中包括天線自動(dòng)對(duì)消、接收機(jī)自適應(yīng)對(duì)消和帶通濾波等信號(hào)處理環(huán)節(jié)。

對(duì)消耦合信號(hào)的處理流程分以下幾步：

1）通過(guò)天線端的自動(dòng)對(duì)消來(lái)減弱耦合信號(hào)；

2）從天線出來(lái)的信號(hào)將進(jìn)入接收機(jī)，接收信號(hào)與參考信號(hào)均經(jīng)過(guò)帶通濾波器，濾掉n1（n）中大部分屬于噪聲范疇的干擾信號(hào)，使寬帶噪聲變?yōu)檎瓗г肼暎?/p>

圖3　對(duì)消耦合干擾的處理流程圖Fig.3　Flow chart of coupling interference cancellation process

3）經(jīng)過(guò)帶通濾波后的信號(hào)進(jìn)行自適應(yīng)對(duì)消，對(duì)消Ui1（n）中的直耦信號(hào)S1（n），凸顯出目標(biāo)信號(hào)ST（n），自適應(yīng)對(duì)消的性能直接決定能否有效提取目標(biāo)信號(hào)；

4）對(duì)經(jīng)過(guò)自適應(yīng)對(duì)消后的信號(hào)經(jīng)帶通濾波后得魚(yú)雷發(fā)射的引信信號(hào)，對(duì)該信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)和參數(shù)估計(jì)，為目標(biāo)模擬回波的生成打下基礎(chǔ)。

文中主要針對(duì)接收機(jī)端的自適應(yīng)對(duì)消算法，從信號(hào)處理層面分析和研究耦合干擾抑制問(wèn)題。

3　自適應(yīng)對(duì)消

3.1自適應(yīng)對(duì)消原理

自適應(yīng)對(duì)消系統(tǒng)需要1個(gè)主通道和1個(gè)參考通道，要求對(duì)消主通道中的干擾信號(hào)，對(duì)其中的有用信號(hào)則不能產(chǎn)生畸變和影響［4］。自適應(yīng)濾波器是其核心部分，其特性是當(dāng)輸入過(guò)程的統(tǒng)計(jì)特性未知或變化時(shí)，能夠調(diào)整自己的參數(shù)，以滿足某種準(zhǔn)則的要求，該特性符合目標(biāo)模擬系統(tǒng)對(duì)于電磁引信信號(hào)實(shí)時(shí)跟蹤的要求，目標(biāo)模擬系統(tǒng)的自適應(yīng)對(duì)消系統(tǒng)如圖4所示。圖中，ST（n）是有用的目標(biāo)信號(hào)，S1（n）是耦合干擾，S2（n）是與S1（n）相關(guān)的干擾，經(jīng)過(guò)自適應(yīng)濾波后得到S1（n）的最佳估計(jì)，誤差e（n）即是對(duì)ST（n）的最佳估計(jì)。

圖4　自適應(yīng)對(duì)消系統(tǒng)Fig.4　Adaptive cancellation system

基于收發(fā)信號(hào)耦合模型，目標(biāo)模擬系統(tǒng)中的自適應(yīng)對(duì)消框圖如圖5所示［5］。

圖5　目標(biāo)模擬系統(tǒng)中的自適應(yīng)對(duì)消框圖Fig.5　Adaptive cancellation block diagram of target simulation system

進(jìn)入接收天線的信號(hào)包含有用信號(hào)ST（n）和干擾信號(hào)S1（n），S1（n）是目標(biāo)模擬系統(tǒng)發(fā)射機(jī)輸出的信號(hào)經(jīng)延遲和衰減后進(jìn)入接收機(jī)的。參考通道的作用在于檢測(cè)發(fā)射機(jī)發(fā)射的干擾信號(hào)S2（n），由于傳輸路徑不同，參考通道檢測(cè)到的干擾S2（n）與主通道接收S1（n）的干擾是不相同的，但它們均來(lái)自同一干擾源，所以兩者是相關(guān)的。將檢測(cè)到的干擾信號(hào)S2（n）通過(guò)自適應(yīng)濾波器進(jìn)行加權(quán)調(diào)整，使加權(quán)后的參考信號(hào)S2（n）在某一最佳準(zhǔn)則下接近主通道的干擾信號(hào)S1（n），然后經(jīng)過(guò)求和器使2個(gè)通道的信號(hào)相減，將主通道干擾信號(hào)S1（n）對(duì)消掉，剩余信號(hào)e（n）即為來(lái)襲魚(yú)雷電磁引信發(fā)射的信號(hào)ST（n），對(duì)其進(jìn)行后續(xù)的信號(hào)處理后，產(chǎn)生相應(yīng)的目標(biāo)模擬回波。

3.2自適應(yīng)對(duì)消算法

自適應(yīng)對(duì)消要求對(duì)消算法有較快的收斂速度和收斂精度。對(duì)消系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分是自適應(yīng)濾波器，算法是自適應(yīng)濾波的靈魂。根據(jù)不同的準(zhǔn)則，有不同的自適應(yīng)算法。常用的自適應(yīng)算法有最小均方（least mean square，LMS）算法、遞推最小二乘（recursive least squares，RLS）算法等。

LMS算法采用最小均方誤差準(zhǔn)則，計(jì)算量小并且易于實(shí)現(xiàn)，廣泛應(yīng)用于自適應(yīng)控制、雷達(dá)、系統(tǒng)辨識(shí)及信號(hào)處理等領(lǐng)域［6］。步長(zhǎng)的選擇對(duì)于LMS算法的性能影響很大，有時(shí)甚至不收斂，在保證算法收斂的前提下，選用較大的步長(zhǎng)可以提高收斂速度，增強(qiáng)自適應(yīng)干擾對(duì)消系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，但是步長(zhǎng)過(guò)大會(huì)引起失調(diào)噪聲增大，從而降低對(duì)消系統(tǒng)的性能。因此，固定步長(zhǎng)的LMS算法在收斂速度與收斂精度方面相互矛盾，需要在收斂速度和穩(wěn)態(tài)失調(diào)之間折衷考慮，這是LMS算法存在的主要問(wèn)題之一。

RLS算法是維納濾波器的一種時(shí)間遞歸算法，關(guān)鍵是用二乘方的時(shí)間平均最小化準(zhǔn)則取代最小均方準(zhǔn)則，并按時(shí)間進(jìn)行迭代計(jì)算。具體來(lái)說(shuō)，是對(duì)初始時(shí)刻到當(dāng)前時(shí)刻所有誤差的平方進(jìn)行平均并使其最小化，再按照這一準(zhǔn)則確定濾波器的權(quán)系數(shù)。其主要優(yōu)點(diǎn)是收斂速度快，在快速信道均衡、實(shí)時(shí)系統(tǒng)辨識(shí)和時(shí)間序列分析中得到廣泛應(yīng)用［7］。

4　自適應(yīng)對(duì)消仿真

為了驗(yàn)證自適應(yīng)對(duì)消算法的性能和可行性，對(duì)不同的算法進(jìn)行仿真，仿真條件設(shè)置如下。

1）目標(biāo)信號(hào)：設(shè)置來(lái)襲魚(yú)雷電磁引信發(fā)射信號(hào)工作頻率f0=1 000 Hz，初相位φ=0°，魚(yú)雷航速VT=50 kn，魚(yú)雷與目標(biāo)模擬系統(tǒng)的垂直距離h=6 m，交匯角θk=90°。當(dāng)魚(yú)雷以一定速度與目標(biāo)模擬系統(tǒng)相遇時(shí)，目標(biāo)信號(hào)的包絡(luò)可以近似為“鐘形脈沖”［8］

其中：A是發(fā)射信號(hào)的幅度；taxis是鐘形脈沖的對(duì)稱軸；α與魚(yú)雷航速和交匯角度等有關(guān)。

2）耦合干擾信號(hào)：頻率與目標(biāo)信號(hào)頻率一致，幅度是目標(biāo)信號(hào)的1～100倍，初相位φ1=0，則耦合信號(hào)

設(shè)置采樣率2 500 Hz，根據(jù)以上仿真條件得到如圖6所示的結(jié)果。其中Ui1（n）為目標(biāo)模擬系統(tǒng)接收線圈的接收信號(hào)，包含目標(biāo)信號(hào)和直接耦合干擾信號(hào)，可以看到目標(biāo)信號(hào)被淹沒(méi)在干擾中；ST（n）為來(lái)襲魚(yú)雷電磁引信發(fā)射的探測(cè)信號(hào)，即需要被分離出來(lái)的目標(biāo)信號(hào)，其幅度是耦合干擾的1/100；n表示采樣點(diǎn)數(shù)。

圖6　自適應(yīng)濾波器的輸入信號(hào)和期望分離的目標(biāo)信號(hào)Fig.6　Input signal and expected separative signal of an adaptive filter

4.1LMS算法仿真

1）步長(zhǎng)是影響LMS算法性能的關(guān)鍵因素，首先對(duì)LMS算法在不同步長(zhǎng)條件下進(jìn)行仿真。

設(shè)置濾波器階數(shù)M=20，步長(zhǎng)分別為5×10-6，3×10-6，5×10-7和5×10-9，得到權(quán)向量收斂曲線和信號(hào)分離結(jié)果如圖7所示。圖中：en（n）代表對(duì)圖6中ST（n）信號(hào)分離的結(jié)果；ω表示權(quán)向量；m表示迭代次數(shù)。

從圖7中可以明顯地看出，在不同步長(zhǎng)下，信號(hào)分離的變化，步長(zhǎng)是影響LMS算法性能的關(guān)鍵因素，當(dāng)步長(zhǎng)為5×10-6時(shí)，權(quán)向量收斂很快，但是分離的信號(hào)波形已經(jīng)失真，分離效果很差。隨著步長(zhǎng)的減小，分離的信號(hào)波形越來(lái)越接近理想波形，當(dāng)步長(zhǎng)為5×10-7時(shí)，信號(hào)被完全無(wú)失真地分離出來(lái)，權(quán)向量的收斂也較好。隨著步長(zhǎng)的進(jìn)一步減小，信號(hào)分離效果又會(huì)變差，這是因?yàn)槭諗克俣忍龑?dǎo)致穩(wěn)態(tài)誤差增大。

2）為研究在不同的耦合信號(hào)強(qiáng)度下LMS算法的信號(hào)分離結(jié)果，選取耦合信號(hào)與目標(biāo)信號(hào)強(qiáng)度之比為1，5，10，50和100進(jìn)行仿真，得到LMS算法在不同耦合信號(hào)強(qiáng)度的收斂結(jié)果見(jiàn)表1。

由表1可看出，為了保證LMS算法的收斂性，當(dāng)耦合干擾信號(hào)強(qiáng)度增大時(shí)，迭代步長(zhǎng)應(yīng)該減小，否則結(jié)果可能不收斂。當(dāng)選取的步長(zhǎng)合理時(shí)，即使在100倍的耦合信號(hào)強(qiáng)度下也能將信號(hào)有效地分離出來(lái)。

圖7　最小均方（LMS）算法在不同步長(zhǎng)下的信號(hào)分離結(jié)果Fig.7　Signal separation results of least mean square（LMS）algorithm with different steps

表1　LMS算法在不同耦合干擾信號(hào)強(qiáng)度下的收斂步長(zhǎng)Table 1　Convergence steps of LMS algorithm for different coupling interference signal strengths

4.2RLS算法仿真

1）影響RLS算法的關(guān)鍵因素是濾波器階數(shù)，對(duì)不同濾波器階數(shù)下的RLS算法進(jìn)行仿真。設(shè)置RLS算法的遺忘因子λ=0.99，調(diào)整參數(shù)δ=0.001，濾波器階數(shù)M分別為2，5，10和20，得到的權(quán)向量收斂曲線和信號(hào)分離如圖8所示。

由圖8的結(jié)果可以看出，當(dāng)濾波器階數(shù)M=2時(shí)，權(quán)向量收斂結(jié)果很好，信號(hào)被完全無(wú)失真地分離出來(lái)。隨著階數(shù)的增加，分離效果變差，分離的信號(hào)波形已經(jīng)完全失真。所以，濾波器階數(shù)是影響RLS算法性能的關(guān)鍵因素。

2）選取耦合信號(hào)與目標(biāo)信號(hào)強(qiáng)度之比為1，5，20，50和100進(jìn)行仿真，結(jié)果發(fā)現(xiàn)RLS算法在濾波器階數(shù)等于2時(shí)，權(quán)向量收斂結(jié)果都很好，信號(hào)都可以被無(wú)失真地分離出來(lái)。

從理論上來(lái)說(shuō)，RLS算法沒(méi)有剩余誤差，并且RLS算法的收斂性和相關(guān)矩陣的特征值無(wú)關(guān)，從仿真結(jié)果來(lái)看，RLS算法對(duì)消后的剩余誤差相比LMS算法要小很多。

4.3算法分析對(duì)比

通過(guò)以上仿真結(jié)果可以看出，采用自適應(yīng)對(duì)消技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)收發(fā)信號(hào)的有效分離，利用相關(guān)對(duì)消原理，對(duì)干擾信號(hào)具有識(shí)別能力，即使在頻譜重疊的情況下，也能消除進(jìn)入接收通道的干擾信號(hào)，并保存有用信號(hào)，其中LMS算法和RLS算法應(yīng)用都很廣泛。

圖8　遞推最小二乘（RLS）算法在不同濾波器階數(shù)下的分離結(jié)果Fig.8　Signal separation results of recursive least squares（RLS）algorithm with different filter orders

圖9從收斂速度和穩(wěn)態(tài)誤差進(jìn)行對(duì)比，所得在相同仿真條件下LMS和RLS算法的學(xué)習(xí)曲線。

圖9　LMS算法和RLS算法的學(xué)習(xí)曲線比較Fig.9　Contrast of learning curves between LMS andRLS algorithms

從理論上講，LMS算法每次迭代需要M+1次乘法和M次加法，迭代的運(yùn)算次數(shù)為O（M）。RLS算法每次迭代需要3M2+3M+1次乘法和2M2+2M次加法，迭代的運(yùn)算次數(shù)為O（M2），RLS算法的運(yùn)算量比LMS算法要多一個(gè)數(shù)量級(jí)。RLS算法雖然收斂速度慢，但是收斂后的穩(wěn)態(tài)誤差比LMS算法小。因此RLS算法的收斂性能優(yōu)于LMS算法。同時(shí)考慮自適應(yīng)對(duì)消的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性問(wèn)題，如果使用高速DSP器件來(lái)實(shí)現(xiàn)RLS算法，如ADI公司的TS201S，算法的收斂時(shí)間完全可以滿足系統(tǒng)要求［10］，應(yīng)主要考慮穩(wěn)態(tài)誤差，因此采用RLS算法比LMS算法更合理。

5　結(jié)束語(yǔ)

魚(yú)雷電磁引信目標(biāo)模擬系統(tǒng)可用于魚(yú)雷電磁引信性能指標(biāo)考核和反魚(yú)雷電磁誘餌。文中闡述了魚(yú)雷電磁引信目標(biāo)模擬系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案和工作體制，建立了魚(yú)雷電磁引信目標(biāo)模擬系統(tǒng)在收發(fā)同時(shí)工作體制下的耦合模型，提出利用自適應(yīng)對(duì)消來(lái)實(shí)現(xiàn)有用信號(hào)和干擾信號(hào)的實(shí)時(shí)分離，并對(duì)不同算法的對(duì)消性能進(jìn)行了仿真計(jì)算。理論分析及仿真結(jié)果表明，自適應(yīng)對(duì)消方法能有效解決目標(biāo)模擬系統(tǒng)中的收發(fā)耦合干擾抑制問(wèn)題，RLS算法的對(duì)消性能要優(yōu)于LMS算法，該結(jié)果為魚(yú)雷電磁引信目標(biāo)模擬系統(tǒng)的研制提供技術(shù)支持，也可作為同類應(yīng)用的參考，具有一定理論和工程應(yīng)用價(jià)值。

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（責(zé)任編輯：楊力軍）

Receive-Transmit Coupling Interference Suppression for Torpedo Electromagnetic Fuze Target Simulation System Based on Adaptive Cancellation

YAN Zheng-tong1，2，XIAO Su-juan1，BAI Zhi-ke1，CHEN Ya-lin1

（1.The 705 Research Institute，China Shipbuilding Industry Corporation，Xi′an 710075，China；2.Science and Technology on Underwater Information and Control Laboratory，Xi′an 710075，China）

Considering the importance of receive-transmit coupling interference suppression problem in simultaneous transmit-receive operation for the target echo simulation system，a coupling model of torpedo electromagnetic fuze for target echo simulation system is established in the condition of simultaneous transmit-receive operation.An adaptive cancellation algorithm is proposed to achieve real-time separation of target signal and coupling interference.The model and algorithm are analyzed via simulation and calculation，laying emphasis on the influence of parameters selection for the adaptive cancellation algorithm on the performance of coupling interference suppression.Simulation results show that the coupling interference suppression could be solved by the proposed algorithm if the parameters are selected properly.With respect to real-time property and stability of adaptive cancellation，the recursive least squares algorithm behaves better than the least mean square algorithm.

torpedo；electromagnetic fuze；target simulation；receive-transmit coupling interference；adaptive cancellation

TJ631.2；TN973.4

A

1673-1948（2015）04-0269-07

2015-04-08；

2015-04-20.

嚴(yán)爭(zhēng)通（1989-），男，在讀碩士，主要研究方向?yàn)樾盘?hào)探測(cè)與信息處理.