基于位置补偿的蒙皮数字波束形成方法

为了减少天线结构给载体带来的影响,将天线附着于载体表面形成智能蒙皮天线是解决这一问题的有效手段。但由于天线在运动过程中遭受风力和气流的影响,会产生明显颠簸,使得天线的阵面上下抖动,从而导致相控阵雷达中每个阵元位置变化。此时利用常规数字波束形成技术已无法得到有效波束。为解决天线上下振动带来的相位色散问题,本文提出了一种基于位置补偿的方法,可以有效解决位置变动给波束形成带来的影响,从而解决蒙皮天线的波束形成问题。

大型线阵自适应数字波束形成超低副瓣技术

自适应数字波束形成技术是现代阵列天线系统必须采用的关键技术。为了对付强有源干扰,现代相控阵雷达都必须具有自适应的干扰抑制能力。除了对抗有源干扰外,大部分雷达还要求具有强杂波背景下检测目标的能力,这就需要雷达天线具有低或超低副瓣电平。本文针对大型线阵,结合数字波束形成,讨论了在保证自适应干扰置零的前提下,如何控制自适应波束的副瓣电平,从而实现阵列系统的超低副瓣性能。

宽带相控阵雷达数字波束形成及干扰置零方法

宽带相控阵波束形成通常使用模拟延时线,但量化误差及硬件的高代价阻碍了它的应用。该文在基于子阵和发射为线性调频信号的前提下,提出一种宽带子阵数字波束形成方法。该方法首先对接收信号拉伸处理和低通滤波,然后在子阵间加权实现宽带子阵数字波束形成。低通滤波后的数字采样和信号处理均可在低的速率下进行,大大降低了运算量且容易实现。此外,宽带干扰的存在会严重影响一维距离像的性能,为了抑制宽带强干扰信号,在上述数字波束形成的基础上,提出了一种宽带干扰置零方法。该方法在强宽带干扰功率的情况下仍可很好地工作。最后,对测距误差和子阵栅瓣的影响进行分析并仿真证实了该方法的有效性。

收发全数字波束形成相控阵雷达关键技术研究

介绍了基于DDS技术实现系统幅相控制的 8单元收发全DBF(数字波束形成 )相控阵雷达的基本原理 ,并讨论了天线、全数字T/R组件、系统软件等各分系统组成。同时介绍了该雷达系统的工作过程、系统校正过程 ,还给出了实际测量的系统各发射通道的幅相误差、误差补偿后不同加权的发射方向图。

雷达数字波束形成器的研究与实现

介绍了一个自适应数字波束形成器的原理、组成和实现方法 ,给出了实验结果 ,验证了一些关键技术 ,表明数字波束形成 (DBF)技术可提高雷达天线性能。

基于压缩感知的自适应数字波束形成算法

该文根据目标在空间的稀疏性,提出了接收端的基于压缩感知理论的自适应数字波束形成算法。在阵元稀布的情况下,用压缩感知的压缩采样理论,恢复出缺失通道的回波信息,然后用恢复的信号做数字波束形成。该算法所形成的波束具有波束旁瓣低,指向误差小,干扰方向零陷深,而且没有栅瓣等优点,波束性能接近满阵时候的波束性能,而且使用该方法减少的阵元数远远大于其他稀布阵方法减少的阵元数。采用蒙特卡罗方法对该方法进行了性能评估,给出了不同信噪比、不同干噪比、不同快拍情况下的计算结果,仿真结果也验证了该算法的正确性。

数字波束形成在雷达中的应用与分析

本文对数字波束形成技术在雷达系统中的应用进行深入讨论,介绍了数字波束形成的电路设计和波束设计。对于多通道幅相差异的检测和校正,即接收校正和发射校正,给出了详细的工程设计方法和推导公式。试验表明,数字波束形成技术的应用,提高了三坐标雷达的测高精度和系统可靠性。文中的内容在某三坐标雷达产品中已获得成功应用,技术可靠有效。

数字波束形成器的FPGA实现

数字波束形成技术是天线波束形成原理与数字信号处理技术相结合的产物 ,其广泛应用于阵列信号处理领域 。

LVDS在数字波束形成处理器中的应用

提出了采用LVDS高速串行数据总线技术的有源相控阵雷达DBF处理器方案。同一般的并行数据总线相比 ,既确保了高的数据传输速率 ,又降低了互连总线的复杂度和系统成本。将高速电路设计的理论运用于LVDS高速串行数据总线电路的设计 ,完成了差分PCB线传输和双绞线传输两种连接方式的LVDS总线试验电路 ,并探索了LVDS高速串行数据总线的性能。实测结果表明 ,在双绞线传输方式时试验电路在 2m长的传输距离上最高可传输 1.2 8Gbps的数字信号。

一种星载数字波束形成系统的通道幅相校正方法

由通道间幅相误差导致的通道失配问题,会导致数字波束形成系统的性能下降,严重影响波束形状及指向,必须设法进行校正。本文提出了一种星载DBF接收系统的幅相误差校正方法,该方法利用地面站发射校正信号,由星载接收机检测和比较各通道间幅相参数的差异,利用反演运算得到校正系数矩阵,并将该矩阵用于通道校正。受到星地钟差和多普勒频率偏移的影响,在采用传统的DFT方法进行通道参数检测的过程中,因存在频谱泄露问题而导致估计结果不够理想。本文提出利用全相位DFT法实现通道幅相参数的估计,改善了估计结果。仿真与实验结果表明,进行幅相校正后,DBF接收系统性能得到了明显改善。

基于DDS阵列的发射数字波束形成系统设计

设计了一种基于高性能DDS芯片AD9959的数字阵列雷达发射数字波束形成系统。该系统的核心器件为2片AD9959与1片FPGA芯片。系统以全数字方式产生8通道相参雷达信号,具有幅相控制灵活、易于扩展、模块化、体积小等特点。最后以实测图表的形式说明了系统的杂散抑制,相位噪声,灵活的幅相控制等性能。

俯仰向数字波束形成技术对SAR系统性能的影响分析

俯仰向数字波束形成(DBF)是实现高分辨率宽测绘带星载SAR系统的关键技术。该技术可以生成能够灵活控制的高增益窄波束用于回波信号的接收,从而提升SAR系统性能。该文在研究俯仰向DBF技术应用于宽测绘带SAR系统的基础上,重点分析了俯仰向DBF技术对系统性能指标的影响,推导了基于俯仰向DBF技术的系统等效后向散射系数(NESZ)和距离模糊比(RASR)的表达式,并且将阵列信号处理中的零点指向技术应用于SAR,使得系统在接收目标信号的同时抑制模糊区方向的回波,显著地提高了系统的距离模糊指标。仿真结果表明,俯仰向DBF-SAR系统的性能相对于传统单通道系统具有明显的优势。

用于自适应数字波束形成的稳健子阵异步RLS算法

提出了一种修正的递归最小二乘自适应算法———稳健子阵异步递推最小二乘算法 (MSARLS)———用于自适应数字波束形成。该算法综合运用稳健估计和子阵异步递推技术。改进后的算法 ,不但大大减少了运算量 ,而且增强了算法抗突发强干扰的性能。另还给出了计算的理论分析和计算机仿真结果。

平面相控阵系统自适应数字波束形成技术

面阵是雷达系统的主要形式之一,文中主要研究平面相控阵系统的自适应数字波束形成算法。面阵系统所用阵元数多,数据量大,要实现DBF有很大难度,目前针对面阵DBF技术的研究也较少。文中介绍了基于面阵的SM I自适应DBF算法,该算法有较好的性能,适于大型阵列的处理实现。为了提高实时性,改善SM I算法的副瓣性能,常常采用对角加载(DL)技术。DL加载值的选择非常关键,对此也进行了详细的讨论,并提出对角加载不仅可以改善SM I算法的副瓣性能,还可以在一定程度上抑制阵列通道幅相起伏误差对算法性能的影响。

一种用于地基雷达数据成像处理的数字波束形成算法

地基雷达是微波成像基于地面平台的应用,具有可重复观测、稳定、可控的特点,可应用于露天矿边坡形变、城区沉降、山体滑坡等领域的长期观测。然而,目前的地基雷达基本成像原理是通过机械运动形成合成孔径,采集时间较长,不适用于快速监测。基于多通道阵列天线的雷达通过阵列天线阵元之间的电子切换扫描实现阵列方向的聚焦,可以满足快速监测的需求。本文在地基雷达中引入阵列电子扫描的工作模式,大幅度提高数据获取效率,推导了在方位向采用数字波束形成方法聚焦的处理过程。具体的,首先建立了阵列扫描的地基雷达成像几何,继而推导了应用于地基雷达实测数据成像处理的数字波束形成算法,形成了阵列扫描地基雷达的数据处理流程,最后,通过边坡实测数据的成像处理,验证了本文成像方法及处理流程的有效性,并通过强散射体的成像指标,分析了成像性能。

子阵级数字波束形成抗多主副瓣干扰及测角技术

对于大型的二维相扫雷达天线阵列,数字波束形成通常在子阵上完成,以减少数字接收机的数量并降低成本。基于子阵级数字波束形成,文中提出了一种改进的自适应信号处理架构,在低成本的情况下,同时抑制多个主副瓣干扰,并保持对目标的单脉冲测角精度。首先,每个子阵内部形成非自适应的波束并转化为数字输出;再利用行和列波束的分维特性,在子阵级形成自适应波束,进行干扰抑制处理;最后,分别将各个行或列波束合成为全阵列的俯仰或方位和差波束,用于目标的单脉冲测角。与传统的四通道抗主瓣干扰相比,该方法在合成和差波束前,基于子阵级数字波束完成自适应干扰的抑制。因此,充分利用了有限的自由度,挖掘了子阵级数字阵列抗同时多个主副瓣干扰的能力。还结合相控阵雷达实例,给出了仿真结果,验证了该方法的有效性。总的来说,所提出的阵列信号处理架构,在降低系统复杂度和成本的同时,大大提高了雷达系统的抗干扰能力。

基于压缩感知的圆阵自适应数字波束形成算法

根据目标在空间的稀疏性,在圆形面阵的接收端,提出了一种基于压缩感知的自适应数字波束形成算法.该算法在不改变波束性能与天线口径的前提下,可以大大减少实际的阵元数目,是一种新的稀布阵方法.在阵元稀布的情况下,根据压缩感知的压缩采样理论,先用重构算法恢复缺失通道的回波信息,然后利用恢复得到的信号计算自适应权系数,得到理想的自适应数字波束方向图.不同信噪比和干噪比情况下的仿真结果验证了所提算法的正确性和有效性.

实数域多用户数字波束形成方法的分析与仿真

在实数域讨论了智能天线系统中的多用户数字波束形成方法．智能天线可以通过阵列天线技术在同一信道中利用多个波束同时给多个用户发送不同的信号，以提高通信容量．推导了多用户天线阵等效激励模型的实数形式，并从空间信道均衡的角度在实数域解释了多用户波束形成原理，进一步提出了多用户数字波束形成方法．仿真结果表明，上述方法能够有效地解决智能天线系统中下行选择性发送的问题，并有硬件结构简单、兼容性好、利于软件无线电实现等优点．

数字波束形成技术(DBF)在雷达中的应用

数字波束形成技术是天线波束形成原理与数字信号处理技术相结合的产物,其广泛应用于阵列信号处理领域。由于电磁工作环境的恶化和大量射频干扰的存在,在极低的信干噪比(SINR)条件下进行目标检测和信息提取十分困难。对于阵列系统,往往采用自适应数字波束形成(ADBF)技术,来抑制强干扰和方向性干扰对有用信号的影响。介绍了数字波束形成器的基本原理及其DSP的实现结构。

雷达电子战系统的宽带数字波束形成实时实现

雷达电子战信号系统中宽带数字波束形成算法在工程中难以实时实现。要满足算法实时性要求主要面临两个瓶颈:其一是长点FFT运算量较大,难以实时实现;其二是多波束电子扫描时运算模块间实时数据传输量过大,难以保证实时传输。提出了一种应用在基于RapidIO总线信号处理平台的宽带数字波束形成的实时实现方案。该方案采用了FFT的二维分解算法,利用分模块流水线方法实现了长点FFT实时运算。采用分频段宽带数字波束形成算法,有效减少了多波束电子扫描时运算模块间实时数据传输量。该方案应用在基于RapidIO总线的数字信号处理平台的实时性能分析和算法仿真结果验证了该方案的可行性。该方案在雷达电子战系统应用中具有一定的理论研究意义和工程应用前景。