一种宽带数字相控阵天线比幅曲线的设计方法

随着宽带数字化技术的发展,如何利用宽带DBF技术在电子对抗领域中进行精确测角测向一直是研究的热点。文中论述了一种宽带数字相控阵天线比幅曲线的优化设计方法,从多波束类型的选择出发,分析了和和交叠电平的选择、空域覆盖和增益覆盖的取舍等问题,并且通过对雷达探测领域和差比幅曲线绘制方法的演化,得到宽带数字和和比幅曲线的绘制方法,分析了基于正弦空间的多波束比幅曲线、中心频点的频率转移、侦察频点的频率转移等问题,最终仅用一条标准比幅曲线进行装订即可解决宽带带宽内和扫描空域内的所有和和比幅测角问题,该设计方法拟制的宽带多波束比幅曲线,可应用于宽带数字相控阵体制的雷达探测或电子对抗领域,在简化比幅曲线数量、减少比幅曲线存储空间、提升比幅测角测向精度等方面均有明显的优势。

非均匀子带划分的宽带数字阵通道均衡算法

针对通道严重失配情况下,(加权)最小二乘法的频域均衡性能恶化和均匀子带分解的频域均衡占用过多硬件资源的问题,提出一种根据均衡滤波器的幅频特性非均匀划分频带实现均衡的方法。首先,根据幅度改善因子的大小来调整幅度划分的区间;然后,合并频点数小于滤波器阶数的相邻幅度区间,并求出对应的频带;最后,在非均匀划分的频带上实现信号的滤波补偿、合成。仿真结果表明,在通道严重失配情况下,相比均匀子带划分频域均衡方法,所提方法在幅度和相位改善因子上分别提高了8.68 dB和8.58 dB,在滤波器组数和阶数上分别降低了6组和8阶,可以提高子带频域均衡算法的硬件可实现性,改善宽带数字阵列雷达中脉冲压缩和数字波束形成的性能,增强雷达探测能力。

宽带数字阵列带内特性提取及补偿

宽带数字相控阵是目前军用雷达重点研究方向,均衡、补偿是实现高性能宽带数字相控阵的关键技术之一。文中给出了典型宽带数字阵收发链路数学模型以及补偿参数的计算方法,提出了中场和子阵远场两种宽带数字阵列宽带特性的测试方法,并对两种方法测试结果进行了对比分析;结合通道带内特性实测结果,进一步分析了在模拟通道幅度和相位动态变化情况下子阵合成后带内特性变化;最后对中场法提取数据的补偿效果进行测试验证。法向指向时,带内幅度起伏由补偿前约±2 dB补偿到了±0.15 dB,带内相位起伏由补偿前约±15°补偿到了±4.5°;扫描30°时,幅度起伏约±0.15 dB,相位起伏约±5°,稍高于法向,补偿效果良好,验证了测试及补偿方法的有效性。

对宽带数字信号占用带宽测量方法的探讨

占用带宽是表征无线电发射特性的一项重要参数,该项指标用于检验发射机的射频带宽是否符合技术规范,以避免对带外频谱产生干扰。随着通信技术的迅猛发展,人们对高速宽带的数字调制信号的使用要求越来越高,但对其占用带宽的测量存在一定的争议。本文将探讨如何准确测量宽带数字信号的占用带宽。

一种高效的宽带数字接收机及其FPGA实现

针对电子战中的宽带侦察数字信道化接收机,提出了基于短时傅里叶变换的宽带数字信道化接收机的改进方法,给出了该方法的FPGA实现。该方法采用多相滤波结构,通过先对时域抽取信号进行傅里叶变换,再对变换结果进行加权处理,从而实现宽带信号信道化。理论分析和原理样机系统验证表明,在相同的FPGA资源和时间分辨要求条件下,该方法相对传统短时傅里叶变换的信道化接收机可实现更多的信道数。

大孔径宽带数字阵列时域波束形成方法

对线性调频信号进行拉伸处理已成功应用于宽带数字阵列雷达接收波束形成,但在大阵列孔径条件下,实现任意宽带雷达信号的收发数字波束形成目前仍是难点。文中根据宽带数字阵列雷达的特点和当今数字信号处理器件的发展,通过分析阵列处理误差,综合考虑工程实现复杂度和方法性能,给出了两种基于数字移相与数字延时的时域宽带数字波束形成方法。上述两种方法具有较好的工程可行性,且能够有效克服孔径效应实现任意宽带脉冲信号的收发数字波束形成。通过计算机仿真验证了方法的有效性,并讨论了对方法性能有重要影响的一些因素。

宽带数字下变频的一种高效实现结构

宽带数字接收系统要以大的调谐带宽截获窄带信号,要求数字下变频器具有高的数据率和快的调谐时间,现有的商用数字下变频器不能满足这些要求。本文提出一种高效实现结构,综合利用DFT滤波器的灵活性和多相滤波的高效性,按照先抽取数据,再低通滤波、混频的顺序,较好地解决了硬件速度和高速数据流不匹配的问题。计算机模拟结果证明了处理结构的有效性。

零中频宽带数字接收机方案的设计

通过应用软件无线电的思想,搭建了一个用于宽带中频(射频)信号接收的硬件平台,将处于中频(射频)段的高速宽带的模拟信号以下变频的方式变成处于基带的数字信号,同时以正交I,Q信号的形式输出,以便于后续的DSP对其进行软件算法的调解和处理。该接收机设计输出的单通道带宽可达20MHz,适合宽带中频(射频)信号的接收,是目前硬件条件受到限制的情况下,宽带中频(射频)信号接收方法中一个可行的实施方案。

基于高速交换网络的软件化宽带数字阵列处理架构

针对宽带数字阵列雷达系统的特点,提出了一种以高速路由交换网络与高速点对点数据传输网络为基础的标准化、模块化、可扩展和可重构的软件化通用宽带数字阵列处理架构,并结合某宽带数字阵列雷达系统的实际需要,详细论述了系统的组成、控制信息和海量数据传输的方式、相关功能实现方案和实测验证结果。该系统实现方案可以有效地提高宽带数字阵列雷达系统软硬件协同开发效率,便于新技术快速应用以及雷达系统功能性能的灵活扩展和提升。

一种高效宽带数字接收机设计技术

介绍了一种宽带数字接收机的设计技术,它结合多相滤波和一定条件下的电路等效关系,把抽取过程搬移到混频和滤波之前,从而可以高效地接收宽带信号。计算机仿真结果表明该技术是可行的。

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。

宽带数字阵列雷达波束形成的优化实现方法

针对射频采样宽带数字阵列雷达的特点,提出了一种基于可变分数时延滤波器,优化的实时数字时延波束形成方法。该方法根据射频采样后信号变换过程的特点,将抽取抗混叠滤波器与可变分数时延滤波器合并实现,减少了处理环节,并采用多相结构和Farrow结构相结合,实时地实现抽取和可变分数时延,从而得到不随频率偏移的波束指向。计算机仿真结果表明,该方法与整数倍时延波束形成方法相比,能够有效减小指向误差。

宽带数字波形产生中的广义多相滤波

提出了一种"广义多相滤波"的概念,将多相滤波推广至多相合成的阶数与内插比不一致的情形,使得设计者在构建宽带数字波形产生系统时可以按照实际情况进行速度与面积的平衡。从时域对广义多相滤波进行了推导,并给出了其具体实施步骤。基于广义多相滤波算法,构建了一个宽带数字波形产生系统,使用测试信号对该系统的功能进行了仿真,给出了广义多相滤波在实际硬件中所使用的资源。结果表明,该算法对宽带数字波形产生系统的研制有一定的实际意义。

宽带数字中频设计

在3G直放站中,基于软件无线电的数字中频技术得到广泛应用。提出一种针对高中频信号的宽带数字中频设计,优点是减少模拟环节,降低信号失真,减小噪声,简化电路,实现数字中频带宽、频带可调。分析了方案设计、硬件结构、FPGA实现,提出了自动增益控制一种新的设计思路。测试结果表明了方案的可行性。

基于IBOB的射电望远镜宽带数字频谱仪系统的设计与测试

简述了基于IBOB和Xilinx System Generator平台的射电望远镜宽带数字频谱仪系统的设计与应用;给出了双路400MHz、2048通道、16IP输出数字频谱仪系统的具体设计方案,并对该数字频谱仪器的性能指标进行了分析和测试,验证了方案的可行性;最后初步讨论了滤波器设备对后端系统的影响。

宽带数字下变频和重采样处理Matlab仿真与FPGA实现

宽带数字下变频(DDC)和重采样处理可应用于成像雷达和电子对抗宽带侦查等领域的新型宽带数字接收机设计中,讨论了基于多相滤波结构的宽带DDC和重采样滤波处理的高效实现方式,并通过一个设计实例进行Matlab仿真和FPGA实现,给出了仿真和实现结果,该方法可应用于当前新型宽带数字接收机宽带数字解调设计。

基于脉冲压缩的宽带数字接收机设计

针对传统宽带数字接收机存在跨信道问题以及在低信噪比下检测能力差、对宽带同时到达信号处理能力差的缺点,提出一种基于脉冲压缩的新型宽带数字接收机结构进行雷达信号的截获及脉冲描述字参数的提取.将基于脉冲压缩的接收机结构从模拟域扩展到离散域,推导出信号经过数字压缩接收机后的数字离散形式.新型接收机结构采用线性调频信号与接收信号混频得到混频信号,将混频信号送入数字延迟模块进行卷积运算得到输出的脉冲尖峰.新型接收机结构本身不存在跨信道问题,并且可以有效地处理低信噪比环境下的信号及同时到达信号.通过推导给出输入信号频率与扫频信号带宽和数字延迟信号带宽的约束关系,并且进一步给出了雷达信号经过新型宽带数字接收机后的载频、带宽、脉宽、幅度等脉冲描述字信息的计算公式.仿真给出了新型宽带数字接收机在低信噪比下的信号检测能力、大带宽同时到达信号处理性能以及脉冲描述字提的取能力,并进一步分析了不同环境参数对脉冲描述字提取性能的影响.通过和传统信道化数字接收机信号检测和测频能力的对比,仿真结果证明了新型数字接收机结构在低信噪比下信号检测和参数提取的有效性.为数字压缩接收机的物理实现提供了理论基础,也提供了新的宽带数字接收机的设计理念.

新型多相结构MWC宽带数字接收机设计

提出一种基于多相调制宽带转换器结构的新型压缩采样数字接收机,可对宽带中频信号进行截获。新型接收机结构包括:串并转换、并行相乘、多相滤波三个模块。在用相同乘法器资源的条件下,新型接收机结构的整体数据速率远低于现有的调制宽带转换器结构,并且通过仿真验证了其正确性。该新型结构为调制宽带转换器离散压缩采样数字接收机在现场可编程门阵列上的物理实现奠定了基础,使整个接收机结构更具有实际工程应用价值。

基于FPGA的超宽带数字波束形成技术

随着高速ADC和高性能FPGA芯片工艺技术的飞速发展,芯片的小型化和集成化促进了电子战系统瞬时覆盖带宽由几十兆赫兹上升到几百兆赫兹甚至到吉赫兹量级,属于超宽带范畴。为了获得更远的探测距离性能,具备同时对多个辐射源侦测的能力,需要瞬时形成多个数字波束对目标区域密集覆盖。针对宽带时域校准与合成处理资源占用多、形成波束少的缺点,在FPGA中采用整数点移位与相位校准滤波方法实现了通道校准,通过整数点移位与分数时延滤波处理降低了合成滤波器的阶数。对瞬时带宽内多个等间隔单音信号的波束指向进行仿真,通过波束图验证了宽带合成各频率指向的一致性。提出了一种处理实时、资源占用少的频域处理方法,结合FPGA芯片特性进行了硬件化实现,对合成前后频谱进行了对比,验证了合成增益。

宽带数字接收机中ADC的设计与应用

宽带数字化接收机是当前无线通信领域的一个研究热点,高速模拟/数字转换器ADC又是实现数字化接收机的核心部件。首先简述了宽带数字接收机与传统窄带数字接收机结构上的差别,然后着重研究了ADC对接收机性能的影响。最后还列举了AD9042芯片在宽带数字接收机中的设计与应用。