低频射电阵列中的信道化宽带多波束形成技术

针对低频射电阵列海量数据、高带宽、多波束、实时处理的需求,设计了一种基于数字信道化的宽带数字多波束形成技术方案。针对射电天文学信号预处理的需求,该技术同时实现数字波束形成(Digital Beam Forming DBF)和频谱分析的功能,降低了射电阵列信号预处理运算复杂度,同时具有易于硬件实现,实时性高的特点,非常适合低频射电阵列应用。     

基于分数时延的宽带数字波束形成技术

在窄带数字阵列波束形成中,通过补偿各阵元之间的时延带来的相移而合成波束。对于宽带数字阵列,相同的时延不同的频率会带来相移的不同,窄带波束形成方法会导致宽带波束方向图畸变,必须采用宽带数字波束形成技术。通过分析信号带宽对窄带数字波束形成的影响,以及宽带数字波束形成的原理,给出了基于分数时延的宽带数字波束形成方法和仿真的结果,在数字域上实现了宽带波束形成。     

一种基于多子阵的数字波束形成技术及FPGA实现

提出了一种基于FPGA的宽带数字波束形成方法.采用全阵列和各子阵列协同处理的模式,在同一块FPGA平台上实现了全孔径处理模式和子孔径处理模式的动态切换.仿真实验和板上测试结果表明,该方法能够在不同工作模式下同时实现数字接收多波束和基于FFT的数字接收多波束,验证了本文方法的有效性.     

基于Farrow滤波器的宽带数字波束形成技术研究及实现

为获得更高的分辨率,以满足目标识别或精确定位的需要,雷达往往采用宽带信号。对于宽带数字阵列雷达,相同的时延不同的频率会带来相移的不同,窄带波束形成通过相位补偿达到补偿时延的方法会导致宽带波束方向图畸变。为实现宽带数字阵列各阵元传输时延的精确补偿,引入分数时延滤波器。并给出了一种基于Farrow滤波器的宽带数字波束形成系统设计方法。     

基于射频采样宽带数字阵列雷达波束形成

宽带数字波束形成技术是宽带数字阵列雷达系统的核心关键技术。然而目前的宽带数字波束形成方法大都存在计算量大、针对特定信号、工程实现复杂等缺点。结合宽带数字阵列雷达的特点与当前先进数字信号处理器件的特性,研究了一种基于射频直接采样的宽带数字波束形成方法。该方法具有计算量小、适用性好、具有较高工程可实现性等特点。计算仿真结果验证了该方法的有效性,并分析了信号带宽、ADC采样速率、采样率带宽比等参数对该方法性能的影响。     

宽带宽角数字阵列雷达发射波束形成技术

在大扫描角的情况下,大孔径相控阵采用移相方法发射不出去宽带高分辨波形。宽带相控阵波束形成通常采用模拟时延单元,但它的量化误差及硬件的高代价阻碍了进一步应用。在基于子阵划分和发射为线性调频信号的前提下,提出了宽带数字阵列雷达发射波束形成方法,同时给出了几种实现框图并对性能进行分析。最后,计算机仿真结果证实了给出的几种宽带数字阵列雷达发射波束形成方法具有易于实现和良好的性能。     

基于宽带波束形成技术的信号处理板的设计与实现

设计了采用现场可编程门阵列(FPGA)实现实时宽带波束形成的信号处理板,它提供8路高速模数转换通道,2路高速数模转换通道,模数采样时钟同步接口,千兆光纤数据收发接口.研究了宽带波束形成技术中数字分数延时滤波器技术,设计了一种简便有效的工程实现方法.FPGA内部实现了开源8051软核,用C语言实现外围芯片初始化控制和功能调度,增加了设计的灵活性.     

一种子阵级宽带数字波束形成技术

在宽带数字阵列设计中,传统的窄带数字波束形成方法会导致带宽范围内不同频率的信号之间存在指向偏差。文章从宽带数字波束形成的原理分析出发,给出了基于子阵级划分的宽带数字波束形成算法,并通过仿真实验结果验证了子阵级宽带数字波束形成的可行性。     

宽带通道合成噪声位截断设计研究

宽带数字波束形成是宽带数字阵雷达中的关键技术之一。数字阵列雷达一般有几十个甚至几千个接收通道。对于这样大规模的阵列,要实现宽带波束形成,一般需要在组件中进行预处理合成。从计算资源考虑,采用定点运算处理。为了避免定点运算溢出,通常采用截位方法,但是可能损失宽带探测目标的信噪比,因此需要对信号位宽截断进行合理设计。基于典型雷达场景,本文针对完整处理流程分析了宽带通道合成噪声位截断设计,并采用仿真进行理论验证,具有较好的工程参考价值。     

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。