基于回歸濾波器的地雜波抑制研究

魯 金 王 樂 李春化

(西安電子工程研究所 西安 710100)

0 引言

在多普勒氣象雷達中，對地物雜波濾波器要求很高。因為氣象回波和地物雜波在頻譜上相距很近，有時甚至會有混疊現象，這就要求濾波器具有很好的衰減特性和較窄的過渡帶。另外，地物雜波的功率強度通常遠高于天氣回波信號，因此要求雜波濾波器具有至少50dB以上的抑制度［1］。在相同階數的情況下，由于常用的FIR濾波器不帶反饋，其抑制度較低，過渡帶較寬，所以往往滿足不了要求;IIR濾波器具有良好的衰減特性。特別是橢圓濾波器，其在較高的抑制度下過渡帶最窄。但由于此方法在濾波過程中存在暫態響應，使得濾波器不能將距離單元中的地物雜波信號全部濾除，會有一小部分將殘留在距離單元中，降低了IIR橢圓濾波器本來應有的地物雜波抑制性能。

早在1991年，就有人提出將回歸濾波器應用在信號處理中，Hoeks等人就提出了使用回歸濾波器抑制多普勒超聲波血液流量儀上的雜波［2］，但由于回歸濾波器計算量大，當時處理器的計算能力有限，所以一直沒有得到真正的應用。Egecioglu針對生成離散正交多項式提出了一種基于消息傳遞的并行算法［3］，為回歸濾波器并行化提供了理論基礎。近年來，隨著處理器計算速度的不斷提升，浮點運算能力已經超過5 TFlops，達到了每秒萬億次運算級別，回歸濾波器大的計算量已經不再成為制約它真正實現應用的一個瓶頸。

1 基本原理及實現

對于FIR濾波器和IIR濾波器，濾波都是通過對采樣信號的疊加完成，而回歸濾波器用幾個多項式函數來近似擬合這個輸入信號，地物雜波信號相對天氣回波信號變化較慢，因而可以用一個相對低階的多項式函數來表達［1］。……