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。     

阵列抗干扰高精度“北斗”接收机设计

为了解决在干扰环境下并行实现阵列天线抗干扰和高精度载波相位差分定位的问题,设计了一款阵列抗干扰高精度“北斗”接收机,重点突破了稳相数字波束形成技术、阵列天线校准技术、射频前端通道校准技术,有效解决了由于波束形成算法、天线阵面幅相差异以及射频通道幅相差异引起的载波相位中心跳变问题。通过外场试验验证,所研制的阵列抗干扰高精度“北斗”接收机可在干信比 80 dB 的条件下完成高精度载波相位差分相对定位,定位精度优于 2 cm。     

基于数字波束形成技术的北斗抗干扰终端研究

随着电子对抗环境日益复杂，卫星导航及通信领域的抗干扰技术已从传统的功率倒置自适应调零技术转为数字波束形成(Digital Beam Forming, DBF)技术。针对功率倒置算法不能提高卫星信号增益的问题，对数字波束形成技术进行了研究；针对空时多线性约束波束形成算法的硬件资源问题，对基于空频抗干扰算法的数字波束形成技术进行了研究。基于目前导航装备中常见的七阵元终端，将数字波束形成算法与功率倒置算法进行了仿真对比，开展了抗单干扰和五干扰仿真分析及满天星暗室实际测试。通过仿真分析及实际测试，同等干扰条件下，采用基于空频抗干扰算法的数字波束形成技术具有更高的输出信干噪比，以及更强的抗干扰能力。相关研究结果可以支撑北斗抗干扰终端的研发。     

天线阵微波和数字波束形成的联合结构与算法

研究了一种适用于平面天线阵的数控微波相移波束形成和数字波束形成的联合结构与算法,并对其进行仿真、测试。这种结构由微波硬件、数字控制硬件和数字信号处理器组成,其中数控微波相移系统采用了开关控制移相设计,射频信号通过微波移相系统完成俯仰面微波波束合成,经过下变频后在中频数字化,然后采用基于FPGA和DSP的数字波束形成自适应算法进行来波的方位角估计和水平波束合成。讨论了联合结构、数学模型、测向原理和波束形成。通过具体的设计和仿真验证结构和算法。仿真和测试表明移相误差小于0.7°,副瓣电平低于-14dB。     

刊首语

新一代雷达要充分发挥多功能、多模式以及多目标探测等优势,关键在于多波束形成技术.雷达的接收多波束已有成熟的应用,而雷达的发射多波束的实现却与雷达系统技术体制、应用场景以及电子信息、微电子和材料等多学科的进步和发展紧密相关.因此,架构简单、性能优越和灵活可控的雷达发射多波束的关键技术尚需研究.当前,天线接收/发射多波束正...     

高精度微变形测量系统研究北大核心CSCD

针对微变形目标高精度测量的困难问题,本文提出了一种3mm高精度微变形测量系统。系统采用毫米波相控阵雷达,综合了毫米波和相控阵雷达的优点,可实现大范围、快速、高精度的检测。具体方案为发射采用相控阵技术,安放在被测区域正前方一定距离,通过控制各发射支路移相及幅度衰减,分区域照射需要测量的范围。接收采用多路宽波束接收,接收天线根据发射照射的区域选择对应接收支路工作。接收到被测目标反射回波后,通过干涉测量的原理计算相对位移,实现对微小变形物体相对位移的实时高精度测量。     

立体阵卫星导航抗干扰波束形成算法性能对比研究

卫星导航系统采用扩频通信体制．传播到地面的卫星导航信号淹没在热噪声中．导航接收机极易受到有意或无意射频信号干扰。抗干扰是导航领域的研究热点。本文设计了三维立体阵结构,并对其应用多种波束形成算法进行波束形成抗干扰性能仿真对比。立体阵实现了全空域来波方向的二维辨识．MVDR波束形成算法实现了有效卫星信号的高增益接收、干扰信号的零陷抑制。     

双(多)基地炮位侦校雷达的空间同步研究

讨论双(多)基地炮位侦校雷达空间同步问题,分析脉冲追赶与数字波束形成两种空间同步方法的优缺点,给出接收波束指向与发射波束指向及收发两站间距离之间的关系,最后讨论在采用DBF技术实现空间同步的条件下接收波束个数与雷达其它工作参数之间的关系,并针对某具体雷达产品进行仿真计算,给出仿真结果.     

频分多波束技术在相控阵天气雷达中的应用

相控阵天气雷达采用数字波束合成多个接收波束,可以得到多个具有任意指向间隔的接收波束.采用多波束技术时,相邻波束的副瓣会进入到接收主瓣内形成干扰,因此,需要进行一些处理来抑制干扰及旁瓣污染.文中基于频分多波束技术,分时发射不同中心载频的脉冲串,接收时采用对应中心频率的数字滤波处理,将波束进行分离.通过仿真分析,频分多波束...     

基于分数时延的宽带数字阵列波束形成

对于宽带数字阵列雷达,传统的波束形成方法会导致天线波束扫描不准和主瓣展宽,为此需要使用时延补偿单元取代传统窄带相控阵中的移相单元。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。通过对一种分数时延滤波器设计方法及宽带数字阵波束形成原理的分析,提出针对有载波宽带雷达信号的接收波束形成实现结构。仿真结果表明了该方法的有效性,与传统波束形成方法相比,其性能与理想延时更接近。     

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。     

天波超视距雷达双站收发同步覆盖模型设计

在高频天波超视距雷达中,采用发射站和接收站双站分置,而发射站和接收站相隔较远,需要对雷达探测区域建立收发站空间同步覆盖的转换模型,使接收站接收波束覆盖区域与发射站发射波束覆盖区域进行同步覆盖。在已知选定的发射波束覆盖区域的情况下,文中通过设计的转换模型计算出接收波束覆盖区域及其接收波束参数,包括波束中心指向、 波束宽度、子波束间隔等,从而实现接收波束覆盖区域与发射波束覆盖区域在空间地理位置上同步覆盖,使雷达系统能有效地探测到覆盖区域内的目标。     

北斗RDSS芯片在北斗终端的应用

广嘉电子针对北斗射频单元开发的BG—DB-2416CX射频芯片（北斗RDSS射频芯片）,通过片外少许的元件即实现北斗一代射频信号的接收和发射功能。芯片实现了集成接收通道和发射通道,并集成了接收发射频率综合器,接收通道采用两次变频结构,首先把射频信号下变频到第一中频,然后再通过正交混频器产生最终的正交中频信号12．24MHZ。发射通道采用直接调制结构,可直接处理TTL电平输入信号,调制到所需载波频率处,完成发射功能。     

一种子阵级波束形成抗干扰方法

自适应波束形成技术是相控阵雷达抗干扰的一种重要手段,目前提出的许多有效方法都是基于阵元级线阵自适应波束形成方法,而实际的相控阵雷达系统多采用阵面结构.结合线性约束最小方差(LCMV)算法,研究了一种子阵级波束合成抗干扰方法.在目标方位接收功率不变的条件下,最大限度抑制干扰方向信号接收.     

LFMCW车载防撞雷达信号处理模块研究

针对LFMCW车载防撞雷达系统,设计了一种低复杂度的信号处理模块,该模块由预处理、恒虚警(CFAR)检测和多目标配对等子模块组成,能够实现目标检测与参数估计功能。由于系统硬件限制,多个天线不能同时发射信号,因此该系统通过时间分集发射信号。在预处理阶段,通过相位校准将接收的不同发射天线的目标回波信号合成一个具有更大孔径的等效虚拟接收阵列信号,获得更高的波束形成增益和测角精度,并对虚拟接收阵列信号采用数字波束形成技术形成窄波束接收以抑制杂波干扰信号。在CFAR检测中,提出了一种能够自适应改变噪声电平估计样本的改进CFAR算法以有效减小目标遮蔽效应并提高检测概率。针对多目标配对问题,提出了一种利用先...     

星载DBF多波束发射有源阵列天线

 低轨通信卫星大容量、终端小型化要求卫星采用多波束天线技术来实现高增益、宽覆盖.本文针对低轨CDMA通信系统,设计了具有近"等通量"覆盖的平面阵列多波束发射天线,该天线由61微带单元天线阵、61个发射射频通道和数字波束形成网络组成;数字波束成形网络对输入的16个波束信号进行正交化、加权处理输出61路中频信号,由发射射频通道完成上变频和信号放大,最后通过天线阵辐射出去在空间形成期望的16个赋形波束覆盖.文章详细介绍了天线的实现方法和试验结果,通过对16波束发射天线原理样机的测试,结果表明天线各指标都符合设计要求,有效验证了天线系统设计的正确性.     

基于波束形成天线抗干扰接收机的测试研究

卫星导航接收机接收到的卫星信号十分微弱,同时面临着复杂电磁环境的干扰,因而抗干扰问题成为研究的热点。目前有很多种抗干扰技术及算法仅局限于理论研究和数字仿真,无法在实际干扰环境下测试抗干扰接收机的抗干扰性能。本文在研究波束形成天线抗干扰算法的基础上,基于微波暗室环境下建立抗干扰接收机的半物理仿真环境,实现卫星信号多天线输出、复杂干扰环境的模拟,对四波束、八波束天线抗干扰接收机进行了仿真测试,结果表明波束形成天线抗干扰接收机在输入干信比相同的情况下,波束数目越多抗干扰接收机性能越好。     

LTE中波束成形的测试与测量解决方案

最先进的无线通信网络采用多输入/多输出(MIMO)天线技术用作改善稳健性(发射分集)或增加数据传输速率(空分复用)。3GPP UMTS长期演进(LTE)第8版规定MIMO可具有最多4个发射天线以及最多4个接收天线。然而,多天线还允许对目标进行指向性控制,从而可以更加直接地改善到终端的信号传输或提高干扰抑制能力。罗德与施瓦茨公司Bernhard Schulz所撰《LTE中波束成形的测试与测量解决方案》一文阐释了波束成形的原理以及如何在LTE中实现波束成形。此外,提供了针对基站、天线和终端中波束成形的测试解决方案。     

超指向性相控阵列波束形成设计与实现

超指向性相控阵列设计要求阵列具有高指向性,基于对平面阵波束形成与指向性的理论分析,提出了矢量分解阵列设计,使波束形成的方法得到很大的改进,并实现相控阵系统中各阵元发射和接收相位的精确控制.     

基于防撞雷达的分集相控阵设计方法

常规相控阵雷达通过移相发射空间合成的相参信号形成能量聚集的天线方向图,由于收发天线复用因此所合成的天线孔径要低于收发分置的MIMO雷达。该文首先通过理论推导MIMO雷达在探测性能上和相控阵雷达的一致性及区别,指出MIMO雷达的实质优势在于发射波束的数字赋形。然后设计一种基于防撞雷达的分集相控阵,发射端采用相控体制,接收端采用DBF数字波束形成,通过分析移相器位数对该雷达性能的约束,证明在指定波束指向上该雷达在避免产生正交信号的前提下能达到和MIMO雷达相同的虚拟孔径性能。最后通过计算机仿真,验证该方法的有效性和可行性。采用该雷达体制在保证合成波束宽度的前提下,能有效降低接收通道数,从而有效降低雷达成本并提高通道一致性。