多目標(biāo)數(shù)字相控陣天線中波束合成及陣列校正技術(shù)研究.pdf

1、隨著我國航空航天技術(shù)的發(fā)展和國防建設(shè)的需求，多目標(biāo)相控陣天線技術(shù)作為陣列天線技術(shù)的重要內(nèi)容，已逐步得到發(fā)展，其應(yīng)用已擴(kuò)展到衛(wèi)星通信、機(jī)間數(shù)據(jù)鏈通信等領(lǐng)域。
　　多波束天線技術(shù)，其處理的信號在較寬的頻帶內(nèi)包含了多個(gè)子帶，每個(gè)子帶對應(yīng)一個(gè)波束，其所占用的總帶寬遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)的單波束天線。在這樣的情況下，實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)波束合成，需要對信道化方法進(jìn)行改進(jìn)。下變頻是信道化的主要工作，傳統(tǒng)的數(shù)字下變頻技術(shù)通常只能針對單個(gè)波束做處理，無法處理這種含有多

2、個(gè)目標(biāo)的寬帶信號。
　　陣列通道總存在幅相誤差，使得通道間幅相特性不一致，即通道失配。這種幅相特性不一致，嚴(yán)重時(shí)會使整個(gè)陣列性能急劇惡化。因此，波束合成前需要對陣列幅相誤差做校正處理。
　　針對以上問題，本文主要內(nèi)容包括：
　?。?）基于平面陣模型，分析了相控陣基本原理，推導(dǎo)了相控陣方向圖、陣列增益等表達(dá)式。
　?。?）研究了寬帶數(shù)字下變頻技術(shù)，重點(diǎn)討論最小公倍數(shù)結(jié)構(gòu)和混頻器后置結(jié)構(gòu)，將實(shí)信號正交變換和下變頻結(jié)合

3、在一起處理，既降低了系統(tǒng)復(fù)雜度，也降低了FPGA的資源消耗和工作速率。
　?。?）研究了多目標(biāo)數(shù)字相控陣天線技術(shù)。將多相濾波、混頻器后置結(jié)構(gòu)等高速數(shù)據(jù)處理方法創(chuàng)造性的應(yīng)用到多目標(biāo)寬帶數(shù)字相控陣天線中。設(shè)計(jì)了一個(gè)8×8的64陣元多目標(biāo)數(shù)字相控陣天線，將三倍抽取應(yīng)用于多相結(jié)構(gòu)的低通濾波器，實(shí)現(xiàn)了由三個(gè)波束組成的數(shù)字中頻信號的下變頻，并通過加權(quán)得到了波束合成結(jié)果，提高了陣列輸出信噪比。利用Xilinx軟件平臺Vivado完成了多目標(biāo)數(shù)字