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

1、基于陣列技術(shù)的數(shù)字波束形成是陣列信號處理中的重要內(nèi)容,在雷達、通信、聲納、導(dǎo)航、語音信號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_和移動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,而使其零陷對準(zhǔn)干擾方向,盡可能提高陣列輸出所需信號的強度,同時減小干擾信號的強度,從而提高陣列輸出的信噪比,其實質(zhì)是一個多通道的陣列信號處理系統(tǒng)。本文主要對任意陣列方向圖

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,對各種陣列形式進行基本理論和相關(guān)技術(shù)介紹,對它們的方向圖函數(shù)特性進行了分析及仿真并分別對其性能進行了分析和比較,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,有效的對陣列天線方向圖進行控制,完成對各種陣列進行波束賦形設(shè)計。先是對一些基本的自適應(yīng)算法(LM S算法及RLS算法)進行了分析討論,在用計算機仿真的結(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主瓣賦性控制同時只對旁瓣峰值點進行抑制。理論證明了其計算量小、抑制干擾能力強的特點,為后面的數(shù)字波束形成收發(fā)系統(tǒng)的實現(xiàn)提供了理論基礎(chǔ)。
　　2.誤差是制約陣列天線系統(tǒng)性能的一個重要因素,對天線陣的增益、波束寬度等參數(shù)會造成影響,而且會改變陣列接收信號的幅度和相位。本文對任意陣型的陣元間的互耦效應(yīng)對陣列天線的影響和天線通道不一致性進行

4、分析說明,并運用校正算法進行了數(shù)據(jù)校正,概括了互耦對其系統(tǒng)性能影響效果的規(guī)律進而對考慮互耦的任意陣型天線進行了仿真驗證。
　　3.對數(shù)字波束成形收發(fā)系統(tǒng)實現(xiàn)方案進行整體設(shè)計分析,對系統(tǒng)實現(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)以及所遇到的實際問題及解決方案給予具體分析和闡述,并對所設(shè)計完成的系統(tǒng)板進行了數(shù)據(jù)測試。最后,對如何進一步改善系統(tǒng)的