LMS自適應濾波器干擾方法

摘要 自適應濾波器能有效地提高雷達在復雜電磁環(huán)境下的適應能力，在雷達信號處理機中得到廣泛的運用，其核心是使用自適應算法，將濾波器設計成根據目標對照射信號的響應，及外界的電磁環(huán)境的變化等因素，調節濾波器的自身結構參數，最終趨于穩態(tài)的維納濾波器，實(shí)現對目標的最優(yōu)檢測。文中主要分析LMS自適應算法中存在的步長(cháng)固定等缺點(diǎn)，設計干擾信號，并用計算機仿真驗證其對LMS濾波器的干擾效果，該干擾信號可使自適應濾波器無(wú)法實(shí)現結構上的自動(dòng)優(yōu)化，降低其雷達的工作效能。
關(guān)鍵詞 自適應濾波器；干擾；雷達對抗；LMS

隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，雷達系統結構的發(fā)展也趨于對外界響應的自適應，其內部結構有越來(lái)越多的可變參數器件，主要根據目標對照射信號的響應、外界的電磁環(huán)境變化等各種因素，調節自身的結構，實(shí)現對目標的最優(yōu)檢測。由于自適應濾波器的輸入信號和噪聲統計特性在一定情況下可實(shí)時(shí)變化，系統參數也同時(shí)做出相應的動(dòng)態(tài)調整，這種結構上各參數的調整優(yōu)化可以通過(guò)自適應算法得以實(shí)現，LMS算法是自適應濾波算法中較為重要的算法。因此有必要尋找這類(lèi)算法的缺點(diǎn)，研究對其干擾的方式，使之無(wú)法實(shí)現結構上的自動(dòng)優(yōu)化，降低雷達的工作效能。

1 LMS自適應濾波原理和分析
自適應濾波器有兩個(gè)關(guān)鍵概念，一是收斂后得到穩定的最優(yōu)解為一個(gè)維納濾波器，二是自適應算法引入負反饋控制結構中可調參數向維納解不斷逼近。維納濾波器是以最小均方誤差為準則的濾波器。其核心為維納霍夫方程
[Фxs]=[Фxx][h] (1)
其中，Фxs是有用信號S和外界混入噪聲的有用信號兩者之間的互相關(guān)矩陣。Фxx是外界輸入信號的自相關(guān)矩陣。h是濾波器的系數，由式可得濾波器的系數表達式為
[h]=[Фxx]-1[Фxs] (2)
典型的基于LMS算法的自適應濾波器結構如圖1所示。

LMS濾波器是基于最小均方誤差準則的自適應濾波器，輸入的含噪信號為Xj，參考信號為dj，兩者間的均方誤差公式為

經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，最終可得到最優(yōu)權值的濾波器系數，為一個(gè)維納濾波器，即式(2)。同時(shí)均方誤差也達到最小狀態(tài)

其中，W*T為最佳權矢量。