收發(fā)數(shù)字波束形成系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、數(shù)字波束形成是陣列天線波束形成原理和數(shù)字信號(hào)處理相結(jié)合的產(chǎn)物。與傳統(tǒng)波束形成方法相比，數(shù)字波束形成具有精度高、控制靈活等優(yōu)點(diǎn)，可顯著提高波束形成效率。隨著數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的不斷提高，數(shù)字波束形成技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了收發(fā)數(shù)字波束形成系統(tǒng)，從原理分析到具體實(shí)現(xiàn)，本文的研究工作主要集中于以下幾點(diǎn)：
　　1.從相控陣天線基本原理出發(fā)，仿真分析了均勻線陣和面陣天線方向圖，分別討論了陣元數(shù)、陣元間距以及工作波長(zhǎng)對(duì)線陣天線方向

2、圖性能的影響。同時(shí)針對(duì)接收數(shù)字波束形成系統(tǒng)討論了漢寧窗加權(quán)、三角形窗加權(quán)、泰勒窗加權(quán)等幾種不同幅度加權(quán)方式在降低副瓣電平提升天線方向圖性能方面的效果，并根據(jù)系統(tǒng)要求最終選取泰勒窗加權(quán)作為本次接收數(shù)字波束形成系統(tǒng)的加權(quán)方案。
　　2.以直接數(shù)字合成(DDS)技術(shù)為核心設(shè)計(jì)了發(fā)射數(shù)字波束形成系統(tǒng)。針對(duì)陣列天線多通道波束形成特點(diǎn)，分析了發(fā)射通道間幅相誤差對(duì)波束形成性能的影響，同時(shí)結(jié)合系統(tǒng)需求設(shè)計(jì)了開環(huán)法和閉環(huán)法幅相誤差校正方案，并根據(jù)實(shí)

3、際校正過(guò)程和校正效果分析對(duì)比了這兩種方法。
　　3.分析了接收數(shù)字波束形成算法并以 FPGA為硬件基礎(chǔ)完成了接收數(shù)字波束形成的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。針對(duì)接收通道的幅相誤差，設(shè)計(jì)了有效的誤差校正方案，其通過(guò)采用同一路T/R組件作為發(fā)射端、不同被測(cè)通道的T/R組件作為接收端、發(fā)射信號(hào)通過(guò)衰減器直接耦合回被測(cè)通道的方式，在保證回波信號(hào)相同的情況下準(zhǔn)確測(cè)試出了通道間的幅相差。
　　4.設(shè)計(jì)了天線方向圖測(cè)試方案，分別對(duì)本次發(fā)射、接收數(shù)字波束形成的