相控阵雷达数字波束形成的实现

数字波束形成系统是现代雷达一个重要的组成部分。相控阵天线通过它可以实现自适应波束、低旁瓣波束,并通过对移相器、衰减器的控制实现波束扫描。本文介绍的数字波束形成系统充分利用现有的硬件技术,实现了雷达在多种工作模式下的波束实现及控制要求。     

相控阵雷达数字波束形成的实现

数字波束形成系统是现代雷达一个重要的组成部分.相控阵天线通过它可以实现自适应波束、低旁瓣波束,并通过对移相器、衰减器的控制实现波束扫描.本文介绍的数字波束形成系统充分利用现有的硬件技术,实现了雷达在多种工作模式下的波束实现及控制要求.     

时域和频域宽带数字波束形成方法研究

为了进一步体现数字波束形成系统的优越性,讨论了宽带数字波束形成(DBF)系统,包括时域波束形成和频域波束形成2种方法,通过设计实例,给出了2种方法的性能比较。理论分析与仿真结果表明:时域方法降低了数据存储量及计算复杂度,而频域方法更具备通用性,适用于并行多波束系统。     

基于交错透传的宽带数字多波束形成技术

宽带数字多波束形成技术导致了海量数据传输与多波束数据计算的双重压力,因此该技术对现场可编程门阵列（FPGA,Field Programmable Gate Array）的高速接口、计算资源要求极高;若多通道宽带多波束集中做加权、求和运算,则FPGA资源严重不足;针对该问题,文中提出了一种基于交错透传的宽带数字多波束形成技术,采用逐层逐级分解的方式进行数据合成处理,解决了宽带多波束合成运算时,FPGA资源不够用的难题;文中详细描述了宽带信号的高速数据采集、海量数据的高效传输以及宽带采集产生的大容量数据的多波束合成算法,最后通过测试16通道、瞬时带宽1GHz的宽带输入信号,经过数据采集、传输、数据加权、求和之后形成8个波束;测试数据所形成的波形图与预期波束指向一致,验证了该技术的正确性和有效性,具有较强的工程应用推广价值。     

频域宽带波束形成器设计

研究无线网络传感器,采用宽带信号波束技术,为了使宽带信号在整个频段内保持稳健的波束,以及克服快拍数有限对空间谱估计带来的不利影响,采用频域波束形成算法形成宽带波束,利用对角加载技术补偿所估计的空间谱,并通过矩阵求逆定理推导出对角加载值的取值范围.最后的仿真结果表明通过选择合适的对角加载值可以克服快拍数目不足带来的影响,从而实现具有较高阵列增益的稳健宽带波束,有效地完成对信号的空域处理,提高了传输性能.     

基于最小二乘自适应迭代的宽带波束形成算法

大部分时域恒定束宽宽带波束形成算法的权值拟合运算量较大,导致实用性大大降低.本文给出一种基于最小二来自适应迭代的恒定束宽波束形成器设计方法,同时将RLS迭代算法应用于滤波器组设计中.本文方法易于实现,不受阵形及阵元指向性限制,不受迭代步长影响,且能快速收敛.理论推导及仿真实验验证了本文方法的有效性.     

数字子阵级MIMO雷达设计方法

设计并实现了一种集中式数字子阵级MIMO雷达实验系统,该系统在子阵间实现正交二相相位编码信号发射,接收端实现了子阵级发射数字多波束合成与接收数字多波束合成,有效完成了对民航飞机的观测。子阵多波束与子阵正交波形发射成倍简化了系统设计复杂度,具有良好的工程应用价值,使得MIMO雷达功能可作为数字相控阵雷达的典型工作模式在数字阵中推广应用。     

基于GPU与CPU协作的实时波束形成实现方法*

波束形成的实时性一直是声纳和雷达等领域信号处理过程中的重点和难点。本文采用基于CUDA(Compute Unified Device Architecture,统一计算设备架构)的GPU(Graphic Processing Unit,图形处理器)与CPU协作处理方法,实现了宽带波束形成的实时处理。本方法的处理速度相较于matlab和CPU平台可以提高一至两个数量级,相较于同等处理速度的多DSP平台则体现了开发周期短、费用低、工作量小和可靠性高等众多优势。     

基于真延时的时控阵雷达波束形成方法

提出一种基于真延时的时控阵雷达方案,并给出时控阵雷达波束形成方法。该方法对信号带宽内所有频率分量实现波程差精确补偿,实现阵元回波的精确延时,解决了宽带相控阵雷达孔径渡越和频率色散的问题。文中以宽带线性调频信号为例进行了仿真。仿真结果表明,基于真延时的宽带时控阵不存在宽带相控阵的孔径渡越和频率色散的问题,提高了宽带阵列的天线增益、方位分辨率和距离分辨率。基于真延时的时控阵雷达波束形成技术对调制信号波形没有要求,可用于各种宽带和超宽带雷达。     

基于仿真退火算法的任意阵列宽带波束形成

提出了基于仿真退火算法优化思想的任意宽带波束设计方法,其期望响应由工作频带划分成的等间隔窄子带上旁瓣波束形成权系数构成。各个子带上的低旁瓣波束则采用基于仿真退火波束形成原理的波束优化设计方法得到。借助计算机对二十四元圆阵进行波束优化设计。结果表明,使用上述方法设计的波束与常规方法相比,获得了更低的旁瓣级和更稳定束宽,充分说明了方法的可行性和有效性。     

雷达电子战系统电磁环境仿真

电磁环境仿真是设计、准确评估雷达电子战设备战技指标的基础。该文阐述了雷达电子战系统电磁环境仿真的基本概念以及建立典型电磁环境应遵从的准则。讨论了三种典型的电磁环境仿真方法以及各自的优缺点。提出了一种对电磁环境进行信号仿真的方法,其中雷达辐射源的载频、脉宽、重频等主要描述参数都由一组数据表示,可以反映出多种类型复杂的脉冲方式,在此基础上建立了可以体现不同体制雷达信号的仿真模型,仿真实现了典型雷达电子战战场态势下的雷达电磁环境。仿真结果在实际应用中证明是有效的。     

雷达电子战系统分布式仿真时间管理研究

主要目的是研究和实现高层体系结构(HLA)时间管理这一核心接口在雷达电子战仿真系统中的具体应用,从而提出雷达电子战仿真由单系统平台向基于HLA分布式平台转变的仿真方法.主要方法是通过对高层体系结构时间管理服务内容和算法的研究,并结合雷达电子战各仿真实体,尤其是相控阵雷达波束调度流程的实际特点,提出时间管理策略、时间推进机制等接口内容的具体实现.结合某防空武器系统给出了具体的仿真时间推进结果,从中可以得出结论,基于高层体系结构构建的雷达电子战分布式仿真系统的运行效率要优于单系统仿真.     

雷达对抗试验仿真控制模型与验证

武器装备试验仿真通常采用半实物仿真技术,许多控制实体接入仿真回路构成了战场对抗环境。因此,控制模型的有效性认定在系统应用中具有重要的地位。该文介绍了雷达对抗装备试验仿真中的几个典型控制模型及其验证方法。文章认为,控制模型验证应重点考核仿真的运行有效性,要针对模型的各自特点分别采取分析统计测试法和演示测试法两种验证手段。仿真结果表明,该验证方法科学、实用,具有较高的置信度,适用于其它武器装备试验仿真领域。     

星载海洋雷达高度计中基于FPGA的FFT运算模块的实现及性能分析

FFT运算是星载海洋雷达高度计实时跟踪处理的重要步骤，现代高分辨率雷达高度计要求处理速度更高，这时如果采用软件来进行FFT运算会导致处理时间过长。考虑到上星的需要，提出了一种采用FPGA技术来硬件实现高度计的FFT运算方法，理论和实验结果证明，采用此技术完全能满足高度计有关精度和处理速度的要求，解决了高分辨率星载雷达高度计控制中的一项关键的技术问题。     

海湾战争后电子战发展新动向

本文首先报导了海湾战争后美国电子战装备发展计划、采办策略及情报机构的调整情况,尔后从正在研制的综合电子战系统升空平台电子战装备、平台外电子战设备、导弹迫近告警系统等方面分析了国外电子战发展的新趋势,最后论及了电子战的重新定义。     

跟踪雷达自适应带宽的数控伺服系统

介绍了以步进电机为执行元件的跟踪雷达伺服系统。该系统利用数字信号处理芯片精确控制系统的二维运动速度,可以在稳定安全的开环控制情况下实现较高的运动目标追随闭环控制精度。由于此跟踪雷达伺服系统实现数字化的控制,可以根据角度定向灵敏度性能,将目标跟踪经验公式和模糊控制原理方便的结合起来,达到系统带宽和跟踪精度的最佳状态。     

综合电子战作战效能仿真系统研究

综合电子战作战效能仿真系统是用于研究和评估综合电子战系统在攻防对抗环境下作战效能的计算机仿真系统。该文首先分析了国内外在电子战作战效能仿真领域内的研究现状，然后重点论述了该信真系统的技术实现思路，最后对该仿真系统的应用前景进行了展望。     

海上编队电子战综合仿真系统的设计与实现

介绍了海上编队电子战综合仿真系统的结构和功能,并给出了该系统关键技术中的逼真雷达信号环境模型、编队无源质心干扰效果评估模型以及编队有源压制干扰效果评估模型。     

储油罐液位监测雷达设计与实现

针对目前炼油厂实际生产状况,提出利用FMCW雷达测距技术设计储油罐液位自动监测系统,旨在提高生产自动化程度和降低生产中的安全隐患。文中重点介绍了液位监测雷达的测距原理,采用FFT／CZT算法提高雷达测距精度并给出基于DSP实现方案。通过仿真结果和实验室样本测量数据显示,FMCW雷达的测距精度满足工业设计需要。     

三维海战场雷达探测可视化研究与实现

雷达探测可视化是战场态势展示中的重要组成部分,是作战态势推演、态势评估等的必要依据。针对三维海 战场雷达探测可视化需求,深入研究了多干扰下雷达探测问题,给出了探测范围三维可视化模型和相应的绘制方法, 结合三维海战场环境、动态目标、干扰机干扰等战场态势要素,实现了三维海战场多干扰下雷达探测的动态绘制,从而 丰富了战场态势的展现内容,增强了三维海战场指挥决策能力。