數(shù)字波束形成技術(shù)研究及系統(tǒng)實(shí)現(xiàn).pdf

1、基于陣列技術(shù)的數(shù)字波束形成是陣列信號(hào)處理中的重要內(nèi)容,在雷達(dá)、通信、聲納、導(dǎo)航、語音信號(hào)處理等軍事和民用領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景,特別是近年來已成為新一代多功能有源相控陣?yán)走_(dá)和移動(dòng)通信智能天線中的關(guān)鍵技術(shù)。數(shù)字波束形成技術(shù)的主要目的是使陣列天線方向圖的主瓣指向所需的方向,而使其零陷對(duì)準(zhǔn)干擾方向,盡可能提高陣列輸出所需信號(hào)的強(qiáng)度,同時(shí)減小干擾信號(hào)的強(qiáng)度,從而提高陣列輸出的信噪比,其實(shí)質(zhì)是一個(gè)多通道的陣列信號(hào)處理系統(tǒng)。本文主要對(duì)任意陣列方向圖

2、綜合及不一致性分析上做了較為系統(tǒng)的研究,其主要工作概括如下:
　　1.首先,對(duì)各種陣列形式進(jìn)行基本理論和相關(guān)技術(shù)介紹,對(duì)它們的方向圖函數(shù)特性進(jìn)行了分析及仿真并分別對(duì)其性能進(jìn)行了分析和比較,接著研究自適應(yīng)天線陣?yán)碚摵突谧赃m應(yīng)理論的波束賦形算法,自適應(yīng)波束賦形算法能夠根據(jù)不同的要求,有效的對(duì)陣列天線方向圖進(jìn)行控制,完成對(duì)各種陣列進(jìn)行波束賦形設(shè)計(jì)。先是對(duì)一些基本的自適應(yīng)算法(LM S算法及RLS算法)進(jìn)行了分析討論,在用計(jì)算機(jī)仿真的結(jié)

3、果論證了LM S算法以及RLS算法的性能基礎(chǔ)上,提出基于峰值檢測的自適應(yīng)賦性算法。該算法核心思想是對(duì)主瓣賦性控制同時(shí)只對(duì)旁瓣峰值點(diǎn)進(jìn)行抑制。理論證明了其計(jì)算量小、抑制干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn),為后面的數(shù)字波束形成收發(fā)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了理論基礎(chǔ)。
　　2.誤差是制約陣列天線系統(tǒng)性能的一個(gè)重要因素,對(duì)天線陣的增益、波束寬度等參數(shù)會(huì)造成影響,而且會(huì)改變陣列接收信號(hào)的幅度和相位。本文對(duì)任意陣型的陣元間的互耦效應(yīng)對(duì)陣列天線的影響和天線通道不一致性進(jìn)行

4、分析說明,并運(yùn)用校正算法進(jìn)行了數(shù)據(jù)校正,概括了互耦對(duì)其系統(tǒng)性能影響效果的規(guī)律進(jìn)而對(duì)考慮互耦的任意陣型天線進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。
　　3.對(duì)數(shù)字波束成形收發(fā)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行整體設(shè)計(jì)分析,對(duì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的具體過程和關(guān)鍵技術(shù)包括數(shù)字移相器上的選擇、頻率合成在數(shù)字波束形成中的應(yīng)用、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、正交檢波處理、中頻采樣技術(shù)、通道合成技術(shù)以及所遇到的實(shí)際問題及解決方案給予具體分析和闡述,并對(duì)所設(shè)計(jì)完成的系統(tǒng)板進(jìn)行了數(shù)據(jù)測試。最后,對(duì)如何進(jìn)一步改善系統(tǒng)的