時域延時寬帶波束形成與通道均衡技術研究與實現(xiàn).pdf

1、采用數(shù)字波束形成技術的陣列天線由于具有方向圖綜合優(yōu)化靈活和空域自適應抗干擾能力強等特點，已經(jīng)得到了越來越廣泛的應用。隨著信號帶寬的增加，若仍采用窄帶波束形成的移相方法實現(xiàn)，會產(chǎn)生波束指向在空間的色散現(xiàn)象，當孔徑渡越時間大于或者接近信號帶寬的倒數(shù)時，波束形成的性能嚴重下降。本文主要針對上述問題開展相關技術研究，主要的研究工作包括:
　　本文首先，開展了基于時域真延時的寬帶波束形成算法及通道均衡技術的研究。通過數(shù)字電路觸發(fā)器和基于Fa

2、rrow結構的可變分數(shù)延時濾波器來實現(xiàn)精度達到皮秒量級的可控延時;從解決通道失配對寬帶波束形成的影響出發(fā)，開展了頻域通道均衡算法以及改進頻域均衡算法的研究。通過理論推導、算法優(yōu)化和仿真測試驗證了Farrow結構的可變分數(shù)延時濾波器和頻域改進通道均衡算法在寬帶波束形成系統(tǒng)中應用的可行性和有效性。
　　接著，開展了相關技術的實現(xiàn)驗證研究，提出了將時域真延時寬帶波束形成與通道均衡技術一體化設計的新方案。以8通道寬帶中頻數(shù)字波束形成處理電

3、路為驗證平臺，開展算法在K7系列FPGA的移植和實現(xiàn)。為了驗證所設計的一體化方案的正確性，并對相關性能指標進行測試，專門構建了寬帶8通道中頻信號模擬系統(tǒng)，組成實測驗證系統(tǒng)。在該實驗系統(tǒng)上，測試了基于Farrow結構的可變延時寬帶波束形成與通道均衡的性能，實測結果表明，延時均方誤差優(yōu)于6ps，在60％的相對帶寬范圍內(nèi)，通道均衡剩余幅度和相位失配均方誤差分別優(yōu)于0.4dB和1.5°，并可以通過可變延時實現(xiàn)寬帶波束掃描，方向圖性能優(yōu)越，指向誤