高速实时自适应DBF的设计与实现

数字波束形成（DBF）一直是相控阵雷达的关键技术,讨论了DBF的数学原理和工程实现方法,并给出了一种基于FPGA和DSP结构的数字多波束形成系统模块,该DBF模块具有高速数字波束形成、通道校正、自适应于扰置零功能。     

一种通用DBF加权系数计算模块的设计与实现

针对相控阵雷达中的数字波束形成系统,设计并实现了一种通用加权系数计算模块,以满足波束赋形、快速波束响应、同时多波束等的设计需求。该模块采用参数化的设计方法,能够根据设计需求与控制命令参数实时计算加权系数,具备灵活、可靠、硬件资源消耗低等优点,且能同时兼顾线阵和平面阵的阵列形式。硬件测试结果表明：该模块能够在控制命令下正确产生相应的加权系数,满足设计需求。     

基于光纤通讯自适应数字波束形成的应用

自适应数字波束形成是新一代相控阵雷达的核心技术,该文讨论了ADBF的工程实现算法,并给出了一种基于光纤通讯、FPGA和DSP平台数字多波束形成系统模块,该DBF模块具有高速数字波束形成、通道校正、自适应干扰置零功能,通道和波束数可扩展功能.此模块已在某三坐标雷达和无源雷达中获得成功应用.     

高速实时数字多波束形成系统实现方法

给出了一种基于FPGA和DSP结构的高速并行数字多波束形成系统模块。该模块利用FPGA的结构特点，对通道间加权的复乘采用并行处理的方式，而多波束形成则采用时分复用的方式。该系统模块具有实时宽带多波束形成以及通道校正功能。     

基于FPGA的横向LMS算法的实现

横向LMS算法是实现自适应数字波束形成的基本方法之一.提出了一种用Matab/Simulink中DSP Builder模块库设计算法模型,然后应用FPGA设计软件Modelsim、QuartusⅡ分析自适应滤波器时钟速度和消耗逻辑单元数的设计方法.实验表明:该方法易于实现、简单可靠.     

一种轻巧型接收数字波束雷达系统的实现

针对数字波束相控阵雷达多通道问题,提出利用多路复用技术实现全数字阵接收多波束相控阵雷达的一种解决方案。天线阵列直接采用高频二相调制,将接收多通道直接模拟合成一路传输处理,基带提取各个天线单元回波数据信号、相位幅度加权,基带实现任意接收数字多波束。该技术突破单通道数字波束相控阵雷达接收技术,使天线体积大幅度减小,雷达系统轻巧,低成本;灵活软件配置阵列,降低调试、测试、工艺、加工复杂难度,有利于雷达综合性能提升。     

基于FPGA的双边滤波器设计

针对串行架构的处理器如ARM和DSP等实现双边滤波算法消耗资源过多的情况,提出了一种基于FPGA加速的双边滤波去噪的实现方法。根据双边滤波算法的原理以及FPGA的硬件资源,充分发挥FPGA在并行计算上的优势,在滤波器的系数生成和除法操作上进行了优化。在减少了FPGA所消耗的资源的同时,保证了图像去除噪声的实时性,从而为后期的视频采集与传输系统奠定了一个良好的开端。     

一种时域波束形成系统的工程实现方法

相对于频域波束形成造成的帧间相位不连续,时域波束形成可对阵列输入信号进行精确时延从而得到相位连续的波束。设计了一种时域波束形成系统的工程实现方法。该方法将通道校正和波束形成分开,采用可变分数真延迟滤波器设计方法在线生成通道校正系数和波束权值;采用基于多项滤波和分布式算法实现的FIR滤波器结构,解决了高采样率信号对实时滤波器的要求。与基于乘法器实现的时域波束形成系统相比,该系统不使用乘法器,对FPGA逻辑的消耗也有明显降低,系统可根据资源灵活配置波束数目。     

多通道实时阵列信号处理系统的设计

以全数字化信号产生和数字波束形成处理为基础的数字化阵列雷达已成为当代相控阵雷达技术发展的一个重要趋势,本文针对现代数字化阵列雷达对多通道数据采集和实时处理的需求,设计了一种基于FPGA的多通道实时阵列信号处理系统。可完成对20通道的中频数据采集,实时波束合成和数据传输功能,实验结果表明系统工作稳定、性能良好,具有良好的信噪比和通道一致性。     

基于子带化的宽带数字波束形成延时补偿新方法

采用宽带信号的相控阵雷达可获得高的距离分辨率,但也面临挑战:宽带数字波束合成和自适应抗干扰。典型的宽带自适应数字波束合成架构中,首先,在基带采用分数延时滤波器实现多通道的延时补偿;然后,将宽带信号分解为许多子带,在每个子带内做传统的窄带自适应数字波束合成;最后,合成为宽带波束输出。该信号处理方法,在宽带条件下,通过宽带延时补偿实现了精确的波束指向,取得了较好的抗干扰性能。文中基于子带化方法,提出了一种新的架构,将延时补偿合并到窄带波束合成中,即用窄带的附加相移,代替了原有的多通道延时补偿单元。结果是该架构中不再需要分数延时滤波器,大大降低了计算量节约硬件资源。同时,仍然保证了宽带阵列雷达波束的精确指向。结合相控阵雷达阵列实例,文中分别采用传统架构及所提出的新架构完成宽带波束合成,给出仿真结果以供对比,证明了新架构的有效性。     

针对线性调频信号的宽带宽角相控阵发射波束形成方法

以线性调频信号为例,揭示窄带相控阵在大孔径宽扫描角情况下不能有效发射宽带高分辨信号的实质。针对线性调频信号,提出2种宽带宽角相控阵发射波束形成新方法,给出了实现示意框图。新方法采用时域数字处理,与时域采用抽头延迟线的FIR滤波器波束形成方法和频域DFT波束形成方法相比,文中方法简单、所需设备量少、易于工程实现。     

基于子阵结构的大孔径相控阵天线设计

在卫星通信和飞行器测控中,大孔径相控阵天线结构上采用前端模拟子阵和阵间数字波束形成相结合的方式,可以克服天线面临的时间色散问题。子阵规模通过成本和子阵色散确定,阵间波束形成采用空时二维延时滤波器结构,滤波器系数采用查找表方式获得,便于工程实现。计算机仿真验证了系统结构、子阵划分、延时滤波器设计的正确性。     

基于确知波形的宽带宽角相控阵发射波束形成方法

在大孔径宽扫描角情况下,利用窄带相控阵发射不出去宽带高分辨信号,本文经理论分析说明了这一点,并提出两种基于已知波形的宽带宽角相控阵发射波束形成方法,给出了实现示意框图,通过计算机仿真验证了其可行性.新方法采用时域数字处理,在性能上是最优的.与时域采用抽头延迟线的FIR滤波器波束形成方法和频域DFT波束形成方法相比,文中方法简单,所需设备量少,易于工程实现.     

相控阵测控系统瓦式一体化T/R组件设计

T/R组件作为相控阵测控系统的核心部件,其性能好坏直接决定了相控阵测控系统的效能表现。针对传统相控阵测控系统中采用的砖式T/R组件设计存在的集成度低、尺寸大、功耗高、安装复杂、后期维护性差等问题,设计了一种新型瓦式一体化T/R组件。该型T/R组件通过多层不同功能模块的瓦片式层叠和盲插互联结构实现了T/R组件高度的集成化、良好的散热性以及优异的安装维护性能。随着相控阵测控系统的通道数越来越多,集成度越来越高,新型瓦式一体化T/R组件的工程优异性也将会更加明显。     

一种全计算波束形成的数字阵列雷达

介绍一种全数字阵列雷达——综合脉冲孔径雷达,雷达采用收发全数字波束形成。发射时,每个发射单元采用直接产生正交编码波形,从而波形在空间不相干叠加形成聚集波束;接收时,单元接收信号通过一匹配滤波器组,其中每个匹配滤波器对应一路发射信号,由于每个发射和接收单元的空间位置准确已知,从而可以对匹配滤波器组的输出信号进行调相并相加,同时形成多个指向的发射波束。     

极化域空域联合匹配波束形成技术研究

针对普通相控阵雷达可能因存在天线极化失配而导致对接收信号的损失问题,提出采用极化阵列天线体制的办法。研究了完全极化情况下极化阵列雷达的波束形成技术。提出了极化域-空域联合匹配滤波方法,推导了极化阵列波束形成的具体解析表达式,并与普通相控阵雷达进行比较,得到了极化阵列雷达具备更强的稳健性:极化阵列雷达不仅能控制波束的指向,而且,还能调整极化与接收信号在极化域空域上联合匹配,增强目标信号,提高信噪比。例分析和仿真结果验证了理论模型正确性。     

数字阵列收发组件FPGA远程配置的研究与实现

数字阵列雷达(DAR)正成为相控阵雷达的一个重要发展方向,数字阵列收发组件(DAM)是其核心。针对数字阵列雷达DAM模块数量众多,通常与阵列天线集成安装在舱外导致调试困难的实际情况,给出了一种数字阵列收发组件现场可编程门阵列(FPGA)远程配置的设计方法,利用Flash存储配置数据、CPLD产生配置时序和通信接口、复用系统通信光纤,较好地解决了DAM模块远程调试的难题,动态重构技术的应用极大地提高了系统的试验效率,在某数字阵列雷达演示验证项目中得到成功应用,取得了良好的效果。     

基于相控阵的全空域多目标测控天线分析

基于抛物面天线的测控系统,已经不能满足全空域内同时多目标测控的需求。针对单站全空域多目标测控中存在的问题,提出了基于球面相控阵的全空域多目标测控天线体制。比较了全空域多目标相控阵测控天线形式,在研究球面相控阵天线原理的基础上,对辐射单元及子阵布局进行了分析与设计,对波束合成后的天线方向图进行了仿真。结果表明:基于球面相控阵的全空域多目标测控天线能够有效解决未来全空域多目标同时测控的需求。