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。     

一种新的数字阵列雷达接收机技术

高速ADC和先进DSP器件的进展使数字波束形成智能天线的实现成为现实。在传统的M单元天线阵系统中,每一单元都有各自的接收通道和ADC,设备量大。文中提出了一种适合于多通道数字阵列雷达接收系统的新型数字接收机结构,其主要思想是基于多个不同信号的带通采样原理实现数字阵列雷达接收机,新接收机结构使IF接收通道和基带采样ADC显著减少,功耗大大降低。阐述了数字阵列接收的数据模型和工作原理,分析了多信号带通采样信号频率和采样率的关系,给出了采样率选取的约束条件。新接收机在降低设备量的同时,还减小了接收系统通道间幅一相不一致性失真。     

数字阵列雷达发射多波束的若干关键技术

面向新一代多功能相控阵雷达对天线发射多波束技术的急需,本文在分析了雷达发射多波束特点的基础上,讨论了发射多波束技术在对地多功能监视雷达、防空反导多功能雷达和侦干探通多功能系统等领域的典型应用;梳理并总结了雷达发射多波束技术的研究历程和发展趋势;提出了单元级数字阵列雷达发射多波束的技术架构和实现方式,分析研究了单元级数字阵列多功能雷达实现发射多波束所涉及的波束带宽积提升、多路相位同步、分布式相参频率源、高效率实现和雷达资源的管理和控制等关键技术,为单元级数字阵列发射多波束的深入研究提供了技术路径。     

数字阵列雷达数字下变频器ASIC芯片设计

数字下变频器主要是实现数字中频／射频信号到基带信号的变换,广泛应用于通信和雷达的数字化接收机设计中,多通道可编程DDC由于在小型化以及通道一致性方面的优势,也成为新型全数字阵列雷达数字T／R组件设计中的一个关键技术。文中介绍了具有完全自主知识产权的四通道可编程数字下变频器ASIC芯片的前端设计,包括芯片系统结构设计、各子模块设计（NCO／CIC滤波器／HB滤波器／FIR滤波器）,给出了基于VerilogHDI。语言设计的综合与仿真结果,以及基于SMIC0．18μm库的综合结果。     

数字阵列雷达并行信号处理算法及实现

在某型号数字阵列雷达信号处理机的研制过程中,针对多波束、多任务下实时运算的难题,基于分布式多DSP处理器平台研究了数字阵列雷达的并行算法实现,采用多通道并行和通道内流水并行的处理方案进行算法分配和映射,成功完成了系统设计。实验结果表明,该系统具有较好的实时性、并行性和可扩展性。     

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。     

数字阵列雷达收发组件自动测试技术研究与实现

针对数字阵列雷达收发组件数量众多,传统测量方法过程繁琐、无法测量出多通道间指标的实际情况,给出了多通道DAM模块自动测试系统的设计方法,应用基于SOPC的网络数据传输技术,基于DDR2的高速数据缓存技术和虚拟仪器技术等,较好地解决了多通道接收机指标快速测试的难题,具有自动测试与校准、测量数据准确、测试效率高等特点,取得...     

一种子阵级DAR同时多波束拟合测角方法

针对数字同时多波束技术在子阵级数字阵列雷达中的应用问题,提出了一种适用于子阵级数字阵列雷达的同时多波束测角方法。首先介绍了如何通过数字加权的方式形成同时接收多波束,然后基于比幅法建立了同时多波束拟合测角模型,给出了同时多波束拟合测角方法的实现流程和具体步骤,最后进行仿真验证及分析。仿真结果表明:该方法具有与数字和差单脉冲相当的测角精度,且在保持一定测角精度的情况下,同时多波束拟合测角方法可以获得更宽的测角范围,具有良好的工程化应用价值。     

一种C波段数字阵列模块设计与研究

介绍了一种C波段数字阵列模块的设计,该模块可应用于数字阵列雷达中,该模块包含独立可控的多个通道,易于实现收发数字波束形成,阵列模块中电路共用部分均采用集中供给,将混频器、滤波器等器件采用收发共用,使得阵列模块的集成度大幅提高。     

阵列多波束雷达的优化设计

针对阵列多波束雷达主要参数的优化设计进行了理论分析,提出了阵列多波束雷达的空域覆盖、接收波束和接收通道的设计原理、误差分析和工程实现,给出了实验系统的实际效能结果及其分析。这对优化雷达系统参数、合理利用雷达资源有一定的工程指导意义。     

数字相控阵雷达发射多波束特性研究

开展了数字相控阵雷达天线发射多波束的基础研究工作：首先阐述了发射多波束的基本工作原理,研制开发了数字相控阵雷达发射同频多波束的测试系统,并对发射多波束工作状态下天线的基本特性（如驻波特性和波瓣特性等）进行了研究和测试,通过实测数据与仿真结果的对比,验证了发射多波束的正确性和可行性,为数字阵列相控阵雷达未来的发展,实现雷达/电子干扰/通讯等同时多功能、共口径提供了技术支持。     

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。     

一种直线阵列接收通道校正技术

针对相控阵雷达多通道一致性问题,基于一维线阵数字波束形成接收机开发应用背景,描述了接收通道幅相一致性对阵列增益、波束指向和天线副瓣等指标的影响,介绍了多接收通道校正的原理和实现方法,给出了详细的理论推导。结合工程实践,提出了远场校正与近场校正相结合的方法,并对接收通道校正的详细工作流程做出了说明。应用结果表明,该幅相校正方法幅度和相位校正精度分别优于0.5 d B和5°,可有效地提高数字波束指标。     

相控阵雷达多通道数字收发电路的设计

相控阵雷达的收发分系统多采用全数字阵列体制,收发分系统以数字阵列模块为核心,以搭积木的方式构筑雷达的有源天线阵面,每个阵列单元均包含完整的数字化收发通道。针对这种技术需求,提出了一种应用于相控阵雷达数字阵列模块(DAM)内多通道数字收发的电路设计,分别从数字收发系统及数字收发电路的工作原理、器件选择、电路设计等方面进行了详细阐述,重点在高速PCB数模混合电路设计电磁兼容方面分享了工程实践经验,最后提供了主要指标测试结果。     

基于宽带阵列的数字信道化接收机设计与实现

数字化宽带接收机提高了接收信号的频域覆盖带宽,但往往灵敏度降低而难以检测弱小信号。既追求足够宽的频谱带宽,又提高强杂波背景中弱小目标检测能力,是本文研究的出发点。本文基于宽带相控阵接收机的工程实践,讨论了基于频域抽取的信道化接收机设计原理,设计了一个400M瞬时带宽阵列接收机的工程样机,并成功应用于某多波束阵列接收系统。实验结果表明,该信道化宽带接收机实现了超远程对雷达脉冲信号的检测,具有一定的工程借鉴价值和理论指导意义。     

多通道一体化数字收发电路设计

一体化数字收发电路是数字阵列雷达的关键部件之一,本文讨论了一种一体化数字收发电路的设计方法,以高性能FPGA为核心,结合多通道ADC和多通道DDS,在一块电路板上集成了16个独立的数字接收机和数字波形产生器。电路可实现大带宽、多载波信号接收和多调制形式波形产生功能,同时采用光纤数据传输技术实现了数字回波信号和波形控制参数的实时传输。     

多信道中短波广播接收机的开发简介

随着数字技术的不断发展,在各个领域数字技术逐步取代模拟技术.当前数字化广播接收机伴随A/D技术和数字处理技术的高速发展,其性能已经接近传统模拟接收机,未来势必取代传统模拟接收机.本文介绍的一种多路中短波广播接收机的设计方法,由于采用在全波段数字化处理技术,将模拟射频信号直接数字化,通过FPGA模块,完成多信道广播的处理,较传统模拟广播接收机,在抗干扰、数据采集、集成性和性价比上存在巨大的优势,并成功验证了实现方案.     

基于多波束网络的宽带阵列接收系统

宽带阵列接收系统因其瞬时带宽大、动态范围大、灵敏度高等特点,在电子战系统中有着重要应用。针对以较小的硬件代价解决宽空域、高灵敏度接收多个宽带信号的需求,提出了基于多波束网络实现宽带阵列信号接收的解决方案,该系统主要包括射频前端、多波束网络、宽带变频及宽带数字接收机。详细论述了多波束网络损耗模型及级联噪声系数模型,扩展了包含合成器的阵列接收系统噪声系数结论;并从系统的角度分析灵敏度指标,对同类工程系统的设计具有参考意义。系统测试结果表明,灵敏度优于-94dBm,瞬时动态范围大于40dB,已在某侦察系统中取得成功应用。     

MIMO雷达信号模型

介绍了为改善雷达性能的一种新概念雷达模型,即多输入多输出(MIMO)雷达,他利用了目标雷达截面积(RCS)在方位上的闪烁。描述了多功能数字阵列雷达如何在常规和MIMO模式下工作的情况。用数字阵列实现强聚焦发射波束(如用于跟踪)和宽的发射照射波束(如用于搜索)。最后试验验证了全景MIMO阵列的优势性能,并给出了MIMO雷达的发展前景。     

一种宽带单元数字化有源相控阵发射多波束时延设计

通过侦干探通多功能一体化物理集成,实现任务可定制,提升作战应用灵活性,是未来电子装备发展的必要趋势之一。针对多功能一体化应用的宽带单元数字化有源相控阵雷达发射多波束时存在的孔径渡越问题,利用基于正交投影的多波束形成算法,联合整数和分数阶时延相结合的数字时延方法完成上行链路设计。通过计算机仿真,对发射多波束的方向图性能、波束间隔离度、增益损失、波束副瓣性能进行考察,验证了设计的有效性。