数字波束形成雷达研究

对采用Ｔ／Ｒ组件的数字波束形成（ＤＢＦ）雷达进行了研究，实现数字波束形成三种很重要的技术，即相位检波技术，多波束形成技术和自适应的波束形成的技术，为验证这些关键技术我们研制了一ＤＢＦ阵列测试设备，文中就几种技术及测试设备的数据进行了介绍。要实现高的数学波束形成性能，必须以很高的精度将天线单元人号变换为数字信号，为解决这一问题，我们将中频直接采样相位检波同特制大规律集成电路结合使用。多波束形成技术应     

一种DBF体制卫星接收共形相控阵天线

提出了一种全数字波束合成(digital beam forming, DBF)体制卫星接收共形相控阵天线设计思路.该天线采用半球形共形阵排布方式, 阵元采用双层微带贴片天线实现宽带圆极化.在半球形的布局下, 通过判断卫星信号来波方向在球面上的投影来选择工作的阵元, 形成与来波方向一致的波束, 在全空域(—75°~75°)的仰角内可实现增益起伏小于1.5 dB的波束覆盖; 后端采用射频数字一体化设计技术, 可同时形成多个波束, 实现了一个天线跟踪多颗卫星的能力.最后加工和测试了天线样机, 验证了共形半球阵的波束形成能力.提出的天线设计思路有助于拓展数字波束体制在卫星通信中的应用, 对全空域多波束相控阵天线的研制具有指导意义.     

智能天线在移动通信系统中的应用

1 智能天线定义和技术特点智能天线原名自适应天线阵列(AAA,Adaptive An-tenna Array)。最初的智能天线技术主要用于雷达、声纳、抗干扰通信、定位、军事方面等,用来完成空间滤波和定位。智能天线是利用数字技术在基带形成天线波束,以此代替模拟电路形成天线波束,从而提高了天线系统的可靠性与灵活程度,智能天线技术因此在移动通信中得到应用。智能天线分为两大类:多波束智能天线与自适应阵智能天线,简称多波束天线和自适应阵天线。多波束天线利用多个并行波束覆盖整个用户区,每个波束的指向是固定的,波束宽度也随阵元数目的确定而确定…     

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。     

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。     

宽带星载DBF相控阵天线设计与实现

针对低轨卫星通信天线波束"等通量"覆盖的赋形要求,采用遗传算法对天线阵列进行了多目标平衡优化综合.根据SHA阵和波束覆盖的空间旋转对称性,在波束空间和阵元空间内进行阵元分组,将波束形成矩阵自由度降为1/3,简化了遗传算法参数数量,为波束形成因子复用奠定基础.针对16波束宽带输入,利用DFT滤波器组、复用式波束形成网络、单音闭环校正等算法设计了分布式数字波束形成器和幅相校正单元,运算量降为原来的4.5%,节省硬件资源80%.最后首次完成了16波束61阵元星载DBF相控阵天线样机的研制,暗场测试结果表明波束增益达到等通量覆盖要求,验证了以上算法和工程设计的正确性与有效性.     

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。     

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。     

数字波束形成(DBF)技术

DBF技术是我所“七五”重点预研攻关项目,被称为“明天的雷达技术”。 主要用于新一代多功能相控阵雷达的接收波束形成、以脉间改变加权系数形成单个或多个赋形波束和自适应置零,已用于双/多基地雷达的研制中。 DBF技术的突破,为解决雷达“四抗”难     

宽带数字阵雷达数字波束形成系统研究

宽带数字波束形成(DBF)实现是数字阵雷达工程应用中的难题。该文提出了采用自适应采样矩阵逆算法实现通道均衡与波束时延滤波器的计算方法,进而合并成一个滤波器实现宽带DBF 功能。利用该算法开发了基于高度集成光电转换模块与现场可编程门阵列(FPGA)的宽带DBF 模块,实现了上述功能,并有效节省了系统资源。该模块通过产品应用验证,具有良好的性能。      

新型米波三坐标雷达自适应波束形成性能分析

稀布阵综合脉冲孔径雷达（SIAR）是一种新型米波分布阵体制雷达,采用稀布阵列天线,通过各个阵元全向发射正交编码频率信号以使各向同性照射,在接收端通过DBF和发射脉冲综合形成接收和发射波束。本文采用正交化自适应波束形成算法对米波三坐标雷达的抗干扰性能做了仿真,取得了良好的干扰抑制效果,有着较小的运算量,具有工程实用价值。     

数字波束形成的实验研究

简要介绍了数字波束形成和正交相干检波的基本原理，以具体4X4单元的多波束平面阵天线原理样机为背景，阐述了在欠采样、正交相干检波、数字波束形成技术等方面进行的实验研究，给出了原理样机设计过程中的计算机仿真结果和实验结果，以及原理样机的组成、实现方法和测试结果。     

利用雷达发射信号对接收阵列实时校正的方法

本文主要介绍一种利用雷达发射信号,对接收阵列及通道实现实时校正的方法。数字化阵列雷达将接收阵列天线上每个阵元接收的信号进行数字化后,通过数字波束形成(DBF)形成一个或者多个不同指向的波束,而每个阵元的信号需要经过不同的通路,不可避免的会存在幅相差异,导致通道间的特性不一致,所以在DBF之前,必须完成通道一致性的校正,而通道特性又随着环境变化存在时变特性,所以对高精度的雷达往往需要进行实时校正。     

卫星移动通信系统低信噪比抗干扰数字接收机设计

针对阵列天线卫星移动通信抗干扰能力差、传播损耗大等特性,设计了一种数字波束形成技术( DBF)和扩频技术相结合的数字接收机。其中,DBF算法采用基于递归最小均方算法( RLS)的解扩重扩盲自适应波束形成算法,使用VxWorks实现权值计算,FPGA实现波束形成;扩频方式采用直接序列扩频,在FPGA中实现。仿真分析与样机测试显示,通过两项技术联合使用,在信噪比低至-45 dB条件下仍可以实现可靠通信,同时有效加强了系统抗干扰能力。     

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.     

远距离支援干扰下DBF雷达作用距离分析

在平面相控阵中应用DBF技术对于提高雷达系统性能具有重要意义.研究了数字波束形成(DBF)在平面相控阵雷达中的应用.建立了子阵级DBF的信号模型,根据一维阵元级DBF推广得到了子阵级DBF,引入雷达方程和干扰方程,总结得到了雷达作用距离与雷达、干扰和目标参数的关联关系.分析了远距离支援干扰对DBF雷达作用距离的影响,并给出了仿真分析,仿真结果表明:子阵级DBF能在很大程度上改善雷达的作用距离,为研究DBF雷达的抗干扰性能提供支撑.     

基于通道合成的数字阵列通道校准方法

通道校准是数字阵雷达的重要技术之一,校准精度影响波束指向、副瓣电平等多个波束形成指标,从而影响整个雷达性能。随着数字阵列规模的不断提升,通道校准对测试时间和测试精度的要求也随之提高。文中首先介绍了一种基于通道合成的数字阵列通道校准方法原理和组成,给出了该测试方法的校准算法;然后,与传统数字阵列通道校准方法的信噪比、记录量、测试时间、幅相标准差等校准性能进行比较;最后,给出了实际测量形成的天线方向图,验证了该方法的有效性。     

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。     

非矩形相控阵的抗主瓣干扰与单脉冲测角技术北大核心CSCD

在传统的数字波束形成雷达系统中,为了抑制主瓣干扰,并保持对目标单脉冲角度估计的精度,需要同时形成四个波束。对于大型的雷达天线阵列,数字波束形成通常在子阵上完成。但是对于非矩形天线阵结构,传统的自适应波束形成架构不再适用,单脉冲角度估计的精度会大幅降低。文中针对非矩形平面阵列,提出一种新的自适应波束形成方法。首先,需要对四个接收波束的输出做线性补偿,该补偿因子可通过阵列流形精确计算获得;其次,进行自适应主瓣干扰对消处理;再进行二维数字单脉冲测角。文中在理论推导的基础上,结合相控阵雷达阵列实例给出仿真结果,验证了该方法的有效性。     

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SMI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SMI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SMI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。