基于FPGA圆阵超声自适应波束形成的设计

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基于FPGA圆阵超声自适应波束形成的设计

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       1 引 言
) c1 {: G: a% h' ?/ s% J3 b$ X6 L　　在雷达及声纳信号处理系统中，波束形成算法通常采用DSP软件编程实现，控制逻 辑电路采用cpld来完成，这种方法具有软件编程灵活、功能易于扩展的优点，但对于 实时性能要求很高的系统，如雷达、声纳探测和超声成像等系统中为了提高对目标变 化实时跟踪和测量，就必须尽量缩短信号处理的时间，过长的运算处理时间会对水下 目标的探测性能产生较大的影响。声纳工作环境中总存在着各种干扰(例如本舰辐射噪 声、近场其他船只的干扰等)，普通波束形成系统是一种预形成波束系统，当他处在各 向同性、均匀韵噪声场时，可能具有相当好的检测能力，但是出现近场干扰，或者背 景噪声有某种不平稳性，声纳的检测能力就会迅速下降，以至完全失去检测能力，而 自适应波束形成技术(ABF)就是声纳能够根据周围环境噪声场的变化，不断地自动调节 本身的参数以适应周围环境，抑制干扰并检出有用信号。因此采用FPGA来实现自适应 波束形成算法是满足复杂海洋环境超声阵列波束形成的较好途径。
　　最小均方自适应算法(Least Mean Square，LMS)较其他自适应算法具有结构简 单，计算量小，易于实现等特点。FPGA实现LMS自适应波束形成算法比采用现有DSP来 实现可以明显提高信号的处理速度，节约资源，能更好地满足复杂多变的海洋环境， 具有广泛的实用价值。
7 q8 p; ~4 L- f3 p4 u

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雷北城

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