相位匹配双阵元去噪算法的IP设计
2013-11-01张海龙
沈阳师范大学学报(自然科学版) 2013年1期
关键词:信号
王 晨,吴 鹏,张海龙
(沈阳师范大学 科信软件学院,沈阳 110034)
0 引 言
随着科学技术的不断发展,目前的电子系统功能强大结构复杂。由于系统存在复杂的结构,开发系统的时候一般将系统分解成多个层次,每个层次内部又由多个模块组成,在实际的开发过程中软IP和硬IP都可以作为开发过程中用到的组件,可以将其放入资源库中以备系统需要时调用[1-3]。以集成平台为基础的设计方法是一种稳定的IP框架设计方法,本文采用的是AlteraQuartus II设计平台,对相位匹配双阵元去噪算法进行IP核的设计。
1 相位匹配双阵元算法步骤分析
相位匹配双阵元算法是采用双传感器来接收空间中的信号,利用双阵元间的信号相位差来同步信号,然后抵消掉噪声,达到去除噪声提取信号的目的[4-5]。对于双阵元获取信号的数学表达式为

式中:r1(t)和r2(t)表示阵元实际接收到的信号,它是真实信号与噪声的和信号,是已知的信号,s1(t)和s2(t)是需要检测还原的信号即期望信号,而n1(t)和n2(t)是各向同性的随机噪声。由于双阵元间的距离很近,信号采集的时候又是同一时刻,所以可以认为n1(t)≈n2(t)=n(t),这样就可以得到这样的数学表达式

两式子两边做傅立叶变换可以得到如下形式:

其中:R1(ω)是r1(t)的傅立叶变换,S1(ω)是s1(t)的傅立叶变换,N(ω)是N(t)的傅立叶变换,其他类同。为了研究问题方便,将该表达式采用极坐标形式的频域表示:

其中:φ1和φ2、α1和α2、β分别为接收到实际信号、期望信号和噪声信号的相位角,分别是ω的函数,分别为接收到实际信号、期望信号和噪声信号谱的幅值。……
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