三维声纳频域波束形成算法的优化及实现

为了对三维声纳频域波束形成算法进行优化,提出了一种算法的优化方法。利用声纳回波信号的位移矢量分解与合成原理,推导出波束强度与相应方向角的数学关系式,进而使算法得到优化,并对优化的波束形成算法进行了仿真。同时,给出了实现此算法的两种数据通路,并对其内存需求量和计算量进行了分析。最终在XilinxISE环境下,在现场实现可编程门阵列(FPGA)上对该两种数据通路进行了仿真,并列出了相应的资源利用情况。优化后的算法不仅可以得到与传统算法相同的波束强度矩阵结果,而且减少了存储相移参数所需的内存空间。     

基于DBF的空中多目标跟踪算法的FPGA实现

数字波束形成技术在多飞行器测控及卫星移动通信中有广泛的应用,但现有的实现方案还存在很多缺点。以均匀圆阵为接收天线阵,在分析单脉冲跟踪算法原理及CORDIC算法原理的基础上,提出了一种基于CORDIC算法与数字波束形成技术相结合的FPGA实现方案,并使用QuartusII软件进行了仿真分析,结果表明该方案可行、有效。     

基于DSP的自适应数字波束形成的设计

提出了一种利用DSP实现基于阵列天线的数字波束形成的方案,对数字波束形成原理作了简单介绍。针对波束形成的数据量大,运算较复杂的特点,采用Freescale公司生产的MSC8144实现了数字波束形成的信号处理,实验结果表明,采用此种方法数字波束形成速度快、精度高。     

宽带数字阵列雷达波束形成的优化实现方法

针对射频采样宽带数字阵列雷达的特点,提出了一种基于可变分数时延滤波器,优化的实时数字时延波束形成方法。该方法根据射频采样后信号变换过程的特点,将抽取抗混叠滤波器与可变分数时延滤波器合并实现,减少了处理环节,并采用多相结构和Farrow结构相结合,实时地实现抽取和可变分数时延,从而得到不随频率偏移的波束指向。计算机仿真结果表明,该方法与整数倍时延波束形成方法相比,能够有效减小指向误差。     

基于DBF的空中多目标跟踪算法的FPGA实现

以均匀圆阵为接收天线阵,在分析单脉冲跟踪算法原理及CORDIC算法原理的基础上,提出了一种基于CORDIC算法与数字波束形成技术相结合的FPGA实现方案.使用QuartusII软件进行了仿真分析.仿真结果表明,所提方案是正确、可行和有效的.     

有限次快拍下自适应波束形成

从协方差矩阵估计角度出发,解释了有限次快拍下造成逢适应波束形成性能下降和自适应波束畸变的原因,有限次快拍等效增加了干扰之间、干扰与噪声之间以及噪声之间的相关性,造成自适应波束形成性能下降,同时,有限次快拍下噪声等效为色噪声,文中分析了色噪声环境下自适应波束畸变机理,指出色噪声是自适应波束畸变的根本原因。     

FFT宽带多波束形成器子带间波束指向偏差及波束“溢出”问题研究

对基于快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)的宽带多波束快速运算结构的基本原理进行了详细推导:首先分析指出了该结构存在子带间波束指向偏差以及子带波束"溢出"问题,进而导致其有效带宽受限;然后通过数学推导将问题聚焦于阵元个数与FFT点数的绑定关系上;最后通过采取"补零"手段解除该绑定关系,从而在消除子带波束指向偏差的同时克服了"溢出"现象对有效带宽的限制。该方法及相关结论对FFT宽带多波束形成算法在工程中的进一步应用起到了积极的推动作用。     

基于FPGA的数字PID控制器研究

用常规的方法在FPGA上实现PID控制器,要消耗大量的乘法器、加法器和存储器,FPGA的硬件资源不能被合理地利用,而且能耗高。研究在FPGA上采用直接DA(DA-Ⅰ)及改进的DA(DA-Ⅱ)算法,实现数字PID控制器。DA-Ⅰ算法用的加法器、LUT单元和延时模块等,较常规方法要节省许多硬件资源;DA-Ⅱ算法,能进一步减少各单元模块的使用,并应用两级流水线技术,降低能耗。通过对DA-Ⅰ和DA-Ⅱ两种算法实现的PID控制器的比较,在硬件资源、处理速度、复杂程度和能耗等方面,探讨了改进后的PID控制器的性能。     

-种改进的波束空间自适应波束形成算法

在数字阵列雷达中,自适应波束形成（ADBF）算法常被用来抑制副瓣干扰.针对当阵元数较多时ADBF算法运算量很大问题,采用子阵空间或波束空间的方法进行降维处理.通过引入部分自适应阵方法对经典波束空间自适应波束形成（A一ADBF）算法进行了改进,改进后的算法不仅具备波束空间和子阵空间算法的优点,而且更加适合工程实现.仿真结果表明,该算法能有效地在干扰方向形成零点.     

等距离圆线阵的波束形成

简述了单个信号和多个信号进入等距圆(天)线阵列时波束形成的方法：分别用来自不同方向的4个信号和5个信号进入八个阵元的阵列进行试验，得出了仿真结果。     

一维子阵自适应数字波束形成算法研究

在现代雷达系统中,相控阵雷达是其非常重要的发展方向,其中的自适应数字波束形成技术则是相控阵雷达的核心技术.自适应数字波束形成的核心问题是对期望信号的有效接收,但对干扰信号的抑制则是通过调整各个阵元的权值来实现的.由于大型相控阵天线的阵元数目比较多,如果在阵元级进行自适应数字波束形成,则硬件系统复杂.为解决这个问题,可利用子阵级自适应数字波束形成的方法,即每个子阵利用一个接收通道.因此,可在低副瓣的基础上,使子阵自适应波束形成.通过仿真可知:阵元幅度加权可以很好地降低副瓣;可解决均匀非重叠子阵的幅度加权产生的栅瓣问题;子阵级自适应数字波束形成具有很好的抗干扰性能.     

基于FPGA技术的数字混沌信号产生

为了产生数字混沌PN序列,提出了一种连续混沌的数字化技术。首先对连续的混沌系统离散化,然后在SIMULINC平台上借助于DSPBUILDER里的模块构建了该离散化混沌系统的模型,并通过MATLAB相图仿真以及QUARTUSⅡ里的时序仿真证实了设计的可行性。最后将工程中的HDL文件下载到FPGA芯片,在实验中获得了数字混沌PN序列。同时,利用D/A转换验证了这种数字化技术的精确性。     

基于数字阵列雷达的单脉冲测角技术研究

针对数字阵列雷达（DAR）系统中,白噪声和阵元通道幅相不一致对数字单脉冲测角性能影响大小的问题,给出了基于数字波束形成的相位和差与幅度和差单脉冲测角原理．通过仿真验证了白噪声和阵元通道幅相误差对两种测角方法性能的影响,并与实际系统的测量结果进行了比较．该研究对工程实现有一定的参考价值．     

一种基于混合优化算法的阵列波束形成方法

提出一种波束图设计的数值方法.该方法是组合运用了自适应阵原理和遗传算法的混合二阶优化算法.方法第一步是基于自适应理论,假定阵列为一自适应阵,通过在其波束图的旁瓣区布置大量的干扰信号以实现旁瓣控制.通过多次调整干扰强度,可以获得初始波束图.根据初始波束图建立新的期望波束图,基于估计波束图和期望波束图之间差别,建立误差能量函数.采用标准遗传算法通过最小化误差能量函数来实现波束图优化设计.双圈圆环阵的设计实例说明了算法的有效性.设计波束图的具体参数表明了其优良的性能.对于任一给定阵,该方法可设计给定指向方位、具有更低旁瓣的波束图.如果不能设计出期望特性的波束图,该方法可设计出最佳可得的波束图.     

基于Bayesian准则的鲁棒自适应波束形成算法

研究波束形成算法的前提是驾驶向量是确定的.在实际情况下,由于实际的阵列响应和期望信号的阵列响应存在一定的偏差,这时候就需要研究对于驾驶向量不确定情况下的波束形成问题.该文基于Bayesian准则,对一系列自适应MVDR波束形成器的权向量进行后验概率密度加权,得到Bayesian自适应波束形成器.仿真和实际水声阵列数据结果显示,该波束形成器在驾驶向量不确实的情况下,具有较好的鲁棒性.     

数字滤波器的FPGA实现

现场可编程门阵列 (FPGA)在数字系统设计中可用于子系统及外围电路的实现。本文作者介绍了XILINX公司的XC40 0 0系列及其在数字滤波器中的应用     

基于FPGA的雷达信号光纤传输系统设计

为解决雷达数据的大容量、长距离传输问题,通过分析雷达信号的特点,设计了一种特殊的帧结构形式,用于多路雷达信号的光纤传输系统中,并在FPGA内实现了基于此帧结构的时分复用、解复用和信道编解码电路.     

基于FPGA的二次群复接器的设计与仿真

为得到简单、实用、可移植性好的二次群数字复接器,以EDA法,通过对二次群数字复接器的功能剖析,建立其功能模块的原理图模型,用verilog语言对复接电路进行描述,并在Quartus Ⅱ环境中进行编译和仿真,得到了较理想的结果.实现了基群速率2 048 kb/S的数字通信二次群的复接.本设计在其他电路里可直接调用,移植性好.     

基于智能天线系统的一种自适应波束形成算法

自适应阵列天线是提高频谱利用率一种可实现的方法。本文提到的自适应波束形成算法主要的优点在于它的简单性和良好的精确度。该算法使用的是接收信号的统计数据，根据接收信号自协方差矩阵最大特征值的特征向量去近似等于目标信号的控制向量。