宽带阵列雷达波束合成技术研究
宽带数字阵雷达实现技术研究的开题报告
宽带数字阵雷达实现技术研究的开题报告一、选题背景和意义宽带数字阵列雷达是近年来从传统雷达中发展出来的一种新型雷达系统，其能够实现高精度、高分辨率的目标探测和成像，广泛应用于民用和军事领域。
该技术是集数字信号处理、微电子技术、信号处理算法和雷达工程等多学科交叉的复杂系统，因此在其研究与应用中存在着很多问题和挑战。
因此，开展宽带数字阵列雷达的实现技术研究，对于促进我国雷达技术的发展具有重要的现实意义和深远的历史价值。
二、主要研究内容和目标本研究的主要内容是宽带数字阵列雷达的数字信号处理、微电子技术、成像算法和雷达工程等多个学科领域的深入研究，旨在实现高精度、高分辨率的雷达成像，同时提高雷达系统的可靠性、稳定性和性能指标。
本研究的主要目标如下：1.设计和优化宽带数字阵列雷达系统的硬件和软件框架，并提出相应的设计方案和调试方法。
2.探究雷达数字信号处理的理论和算法，研究复杂信号去相干化等数字信号处理技术。
3.研究宽带数字阵列雷达的成像算法，探究高精度、高分辨率成像技术。
4.研究微电子器件和电路设计，提出优化方案，以降低成本、提高可靠性、增强工作寿命。
5.系统测试和性能评估，以提高雷达系统的可靠性、稳定性和性能指标，并为工业应用做好准备。
三、拟采取的研究方法本研究采用的方法主要有以下几种：1.基于现有宽带数字阵列雷达理论和算法，结合实验数据进行模拟研究。
2.利用计算机辅助仿真和模拟分析工具，对宽带数字阵列雷达中的信号处理、电路设计、成像算法等问题进行模拟分析。
3.在模拟分析的基础上，进行实际的硬件实现和算法验证，找出可能存在的问题，并针对性地进行解决。
四、预期研究结果及其意义本研究的预期成果如下：1.设计和实现一套高性能、高稳定性、高精度、高分辨率的宽带数字阵列雷达系统。
2.探索出适用于宽带数字阵列雷达的数字信号处理和成像算法，并获得一定的成像效果。
3.设计和实现微电子器件和电路，提高雷达系统的可靠性、稳定性和性能指标。
宽带相控阵雷达发射波束零点形成方法
用窄带波束零点形成算法和子阵间应用宽带数字时变权 ! 即可实现宽带方向图在干扰方向形成零点 -
9! 传统的延迟线子阵方法发射波束形成
假设阵列为等距离线阵 ! 阵元 1 个 ! 令 1 7 8 9*! 阵元间距为 8 为子阵个数 ! * 为每个子阵的阵元数 : 目标方向为!!参考阵元为每个子阵的第零个阵元 ! 参考子阵为第零个子阵 以下处理为子阵内处理 ;! 在大扫描角的情况下 ! 各阵元发射信号不能同 时 到 第<) *个阵元信号 达波束指向的波前面 ! <7" " * = ’ 相对于参考阵元在波前面的包络延迟为 ’ ;E ? A! >! ! # < 7< ) * ’ 其中> 为光速 第 ? 个子阵相对于参考子阵) 第零个子阵* 的延迟为 ’ ) * ? A! >! : ! $? 7 ?*;E * 的延 迟 线 而在 子 阵 ’ !! 如果在子阵内采用长度为式 ) * 的延迟线 ! 此方法阵列可在目标方向全相关 间采用式) ! 发射 但是 ! 这样并没有 使系统的代 价 和 复杂 度 降 低 ! 这 和采用子阵方法的初衷相背 ! 所以 ! 传统的子阵方法是在 子阵内采用移相器 ! 而在子 阵间采用 延迟 线 来 降低 系 统 的复杂度 如图 ’ 所示 ! 这样可大大减少延迟线的数量 此时第< 个阵元移相器的相位为 ) * 2 % "@ < 7! "# <! : 且式) 提 !* !! 模拟延时单元是 阵 列 中 最 昂 贵 的 部 分 ! 供的延时 是 量 化 的 ) 因此降低了阵列增益和距离分辨
基于FPGA的宽带雷达波束形成技术
基于FPGA的宽带雷达波束形成技术作者：汪灏来源：《科技视界》2016年第19期[摘要]雷达波束形成（DBF）作为相控阵雷达体系中的核心环节之一，其作用不言而喻；宽带波束形成是实现数字阵列雷达工程实现中的主要难点之一。
本文介绍一种利用信道复用技术来实现宽带雷达波束形成的方式，着重在于结合实际工程实践中的难点并给出解决方案，旨在减少雷达信号处理系统中硬件资源使用量，[关键词]宽带波束形成；相控阵雷达；信道复用0引言在雷达信号处理中，数字波束形成技术是相控阵雷达体制的核心技术之一，宽带波束形成又以其独特的难点成为雷达系统设计过程中所必须要关注的重点问题。
其难点一般在于其带宽范围大，数据通量特别大，多波束情况下尤其对于数据传输以及运算所提出的要求非常高，即数据吞吐率以及运算要求这两方面要求都非常高，这对硬件实现提出了非常高的要求，尤其在板件数据传输以及板内数据运算单元这两方面都有非常高的要求。
目前，在已知的宽带信号处理系统中，带宽达到几百兆的情况下所采用的硬件架构基本相似，都是采用高速光纤来进行数据传输，利用越来越高端的FPGA来进行信号处理，往往还需要形成同时多波束，这就使得FPGA内部的乘法器出现倍数的增长，乘法器数目从开始的几十个到后来的几百个，以至于现在的几千个，阵元以及波束越来越多，硬件整体规模越来越大。
如何在满足系统设计功能的前提下，尽可能减少硬件规模已成为设计师们的新的挑战。
1波束形成算法图1中列出了10个阵元，阵元间距离为d，目标回波信号与垂直线角度为θ，载波波长为λ，那么相邻阵元间的空间相位差如图中所示。
△Φ=2πd sinθ/λ （1）阵元编号为N，N取值从0至9，那么以0阵元为基准，1到9阵元分别需要补偿的相位为Φn=-N*△Φ。
波束形成网络输出：Y（t）=∑X n*e j*φ（2）作为DBF模块设计，系数的作用是保证将接收到的回波信号进行相位修正，保证输入的信号相位一致，从而增加信号的信噪比，同相的信号幅度会发生累加，但是附带的白噪声信号由于它的随机性，会出现相消的现象，这个在本质上会提高输入信号的信噪比。
基于射频采样宽带数字阵列雷达波束形成高朝辉
基于射频采样宽带数字阵列雷达波束形成高朝辉发布时间：2021-08-18T07:15:05.834Z 来源：《防护工程》2021年13期作者：高朝辉[导读] 波束形成方法是阵列信号处理的核心研究内容之一，针对阵列接收信号为窄带或宽带信号，采用不同的方法形成波束。
中国电子科技集团公司第三十八研究所安徽省合肥市 230000摘要：宽带相控阵雷达除了具有常规相控阵雷达的优点以外，采用的宽带信号可获得距离高分辨力，且兼具良好的低截获概率特性，从而为解决多目标分辨和分类识别、提高相控阵雷达的抗干扰能力等难题提供了解决途径。
数字化技术在宽带相控阵雷达系统中引入后，易于通过时延调整，更方便地实现发射数字波关键词：射频采样宽带数字阵列雷达波束形成一、基于射频采样宽带数字阵列雷达波束形成1.波束形成方法是阵列信号处理的核心研究内容之一，针对阵列接收信号为窄带或宽带信号，采用不同的方法形成波束。
在阵列接收信号为窄带信号的情况下，采用幅度和相位加权的波束形成结构即可形成波束，此时研究内容重点集中在可以根据外部信号特性自适应地调整加权系数的各种波束形成算法。
波束形成算法可以根据是否利用参考信号划分为两类：基于参考信号的波束形成和盲自适应波束形成算法。
基于参考信号的波束形成算法所使用的参考信号主要包括空间参考信号，或者是时间参考信号。
线性约束最小方差算法（LCMV）和最大信噪比算法（MaxSNR）等算法属于典型的基于空间参考信号的算法，这一类方法需要有接收信号相关空间信息的先验知识，例如信号个数、信号到达角等，其性能取决于给定信号到达角度存在的误差，如果误差较大，则会明显影响到这类方法的性能。
采用时间参考信号的波束形成算法不需要知道波达方向，仅要求系统提供参考信号（训练信号），算法稳健性较好，应用较广泛，特别是较多地应用于通信系统中。
该类算法的局限性在于需要参考信号参与到迭代计算过程中来更新加权系数，在有些应用场合无法满足该要求。
宽带小型化天线及阵列技术研究
宽带小型化天线及阵列技术研究随着无线通信技术的快速发展，天线作为通信系统的重要组件，其性能和尺寸成为了研究的焦点。
近年来，宽带小型化天线及阵列技术成为了天线领域的热门研究课题。
本文将对宽带小型化天线及阵列技术进行详细探讨，旨在为相关领域的研究提供参考。
宽带小型化天线及阵列技术的研究涉及多个方面。
对于关键词的分析，可以从以下几个方面展开：宽带小型化天线：主要涉及到天线的结构设计、材料选择和制造工艺等方面的研究。
通过优化设计，使天线具备宽频带、高效率和小型化的特点。
阵列技术：通过将多个天线单元按照一定的规律排列，形成天线阵列，以提高天线的方向性、增益和抗干扰能力。
阵列设计是该技术的关键之一。
无线通信技术：无线通信系统的性能主要受限于信号传输质量和距离。
天线及阵列技术的优化可以提高无线通信系统的性能，满足不同场景的需求。
宽带小型化天线及阵列技术的研究主要基于以下原理：天线的基本理论：天线通过辐射和接收电磁波实现信号传输。
宽频带天线的设计需要减小天线尺寸并优化辐射电阻，以提高天线的辐射效率和带宽。
阵列信号处理：通过控制天线阵列中各个元素的相位和振幅，形成定向波束，提高信号强度和抗干扰能力。
同时，阵列设计还可以实现波束赋形、空间复用等功能。
高性能材料：采用新型的高性能材料，如超材料、纳米材料等，可以提高天线的性能，实现天线的小型化和宽带化。
宽带小型化天线及阵列技术的应用广泛，以下是几个主要应用场景：无线通信系统：在无线通信领域，宽带小型化天线及阵列技术的应用可以提高通信系统的性能和覆盖范围。
例如，在5G、6G等通信系统中，宽带小型化天线及阵列技术可以支持更多频段和更高的传输速率。
雷达系统：雷达是一种利用电磁波探测目标的电子设备。
宽带小型化天线及阵列技术可以用于提高雷达的探测能力、分辨率和抗干扰能力。
雷达还可以利用该技术实现多目标跟踪和三维成像。
电子战领域：在电子战领域，宽带小型化天线及阵列技术可以用于侦察、干扰和欺骗敌方雷达和通信系统。
宽带宽角数字阵列雷达发射波束形成技术
宽带宽角数字阵列雷达发射波束形成技术
曹运合;刘峥;张守宏
【期刊名称】《雷达科学与技术》
【年(卷),期】2008(6)6
【摘要】在大扫描角的情况下,大孔径相控阵采用移相方法发射不出去宽带高分辨波形.宽带相控阵波束形成通常采用模拟时延单元,但它的量化误差及硬件的高代价阻碍了进一步应用.在基于子阵划分和发射为线性调频信号的前提下,提出了宽带数字阵列雷达发射波束形成方法,同时给出了几种实现框图并对性能进行分析.最后,计算机仿真结果证实了给出的几种宽带数字阵列雷达发射波束形成方法具有易于实现和良好的性能.
【总页数】5页(P445-449)
【作者】曹运合;刘峥;张守宏
【作者单位】西安电子科技大学雷达信号处理重点实验室,陕西,西安,710071;西安电子科技大学雷达信号处理重点实验室,陕西,西安,710071;西安电子科技大学雷达信号处理重点实验室,陕西,西安,710071
【正文语种】中文
【中图分类】TN957.51
【相关文献】
1.基于拉伸处理的宽带宽角波束形成技术 [J], 曹运合;张守宏;罗永健;王胜华
2.基于确知波形的宽带宽角相控阵发射波束形成方法 [J], 罗永健;俞根苗;张守宏;
朱敏
3.针对线性调频信号的宽带宽角相控阵发射波束形成方法 [J], 程磊
4.基于拉伸处理的宽带宽角接收波束形成新方法 [J], 罗永健;俞根苗;张守宏;程磊
5.数字阵列雷达发射多波束的若干关键技术 [J], 鲁加国
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雷达天线阵列中的波束形成技术研究
雷达天线阵列中的波束形成技术研究摘要：讨论卫星跟踪和数据传输系统中的多波束形成算法;自适应模型和相位调整，分析如何控制波束和实现波束形成。
关键词:TDRSS;多波束形成相控阵雷达具有多功能模式,多目标跟踪和多功能模式。
这些发展优势和战术特点与多波束能力可行性有关。
相控阵天线可以发送和接收多个波束，波束的大小如何,的方向可以迅速变化,并且波束形状可以根据不同的操作方式灵活变化,这是一个重要相控阵天线优点。
一、相控阵雷达与多波束形成根据相控阵雷达它不仅可以发送接收波束,还可以以各种形式变化,这改变了它的工作方式。
基本上,相位阵列雷达的性能在很大程度上取决于其能力和多波束成形方法。
目前有多种方法可用于相控阵天线的多个波束，根据雷达和现有技术设施的要求,可以选择多波束产生方法,随着数字技术和集成电路技术的发展,数字多波束形成技术已应用于相控阵雷达。
该技术提供了一种使用电子转换和数字波束的形成,接收和传输电子射线的方法,从而为雷达系统的进一步发展提供了技术基础。
二、多波束形成算法在多址卫星数据传输系统中,服务对象通常分布在低地球轨道上。
如果用户的恒星轨道位于地面以下3000公里处,则中继星波束可以覆盖地球周围26°用户星宽度。
当用户星以10公里/秒的最高速度移动时,通过3.5°宽合成波形所需的最短时间为205秒。
因此,波束角速度似乎是最低的,新的是合成波束3.5°宽度水平为05%,为10.5秒步进间隔。
一旦计算机将相位矩阵的用户星为10.5 s创建相位加权系数,具体取决于位置。
根据目标的启动和跟踪过程,多波束有三种操作模式:主波束、扫描及自跟踪方式。
如优先验目标的当前位置的信息,目标在空中的轨道方程计算,可以作为一个主波束控制。
计算机可以根据其高度和方向实时计算出加权系数矢量,并将其发送到多波束处理器完成波束加权。
用户星相对中继星来说缓慢移动角度,随着移动用户星,权系数矢量计算机计算,并实时跟踪每个点的主波束。
OFDM雷达通信一体化系统中的数字波束形成技术研究的开题报告
OFDM雷达通信一体化系统中的数字波束形成技术研究的开题报告题目：OFDM雷达通信一体化系统中的数字波束形成技术研究研究背景和意义：随着科技的进步和应用需求的提升，在现代雷达通信系统中，数字信号处理技术被广泛应用，而数字波束形成则是其中的重要技术之一。
数字波束形成技术通过对阵列天线的控制实现波束的定向，能够大幅度提高雷达通信系统的性能。
OFDM技术则被用于实现高效的数据传输，可以通过有效利用频谱资源提高系统信道容量。
因此，将数字波束形成技术和OFDM技术相结合，将有助于提高雷达通信系统的效率和性能。
研究内容和方法：本研究将主要探究OFDM雷达通信一体化系统中数字波束形成技术的应用和优化。
具体研究内容包括：1.数字波束形成的原理和应用2.OFDM技术在雷达通信中的应用3.OFDM雷达通信一体化系统中的数字波束形成技术研究4.数字波束形成算法的优化及其在OFDM雷达通信中的应用本研究将采用文献综述和数值模拟等方法进行研究。
首先，通过文献综述了解OFDM技术、数字波束形成技术的基本原理和应用。
然后，利用Matlab等工具模拟OFDM雷达通信系统中数字波束形成技术的实现过程，并进行性能分析。
最后，针对模拟结果中存在的问题，进行数字波束形成算法的优化研究。
研究预期成果：本研究预期达到以下目标：1.掌握OFDM技术和数字波束形成技术的原理和应用2.深入理解OFDM雷达通信系统中数字波束形成技术的实现过程和关键问题3.对数字波束形成算法进行优化，提高OFDM雷达通信系统的性能4.提出针对OFDM雷达通信一体化系统的数字波束形成技术的改进和优化方案5.发表相关领域的科研论文结语：数字波束形成技术是OFDM雷达通信一体化系统中的重要技术之一，本研究将探究数字波束形成算法在OFDM雷达通信系统中的应用和优化，为实现高效、高性能的雷达通信系统提供理论和技术支持。
雷达信号处理中的波束成形技术
雷达信号处理中的波束成形技术雷达（Radar）是一种使用电磁波探测目标的技术。
雷达可以通过探测的反射信号来确定目标的位置、速度以及其它的特征。
为了获取可靠的雷达反射信号并且削弱干扰信号，波束成形技术在雷达的信号处理中是非常重要的。
波束成形技术（Beamforming）是使用多个微弱信号源来合成更强的信号的一种技术。
在雷达中，固定多个天线元件，可以形成一个虚拟的天线阵列。
从每个天线元件接收到的反射信号被送入一个复杂的算法中，根据目标的位置和方向在虚拟的天线阵列中形成一束较强的电磁波。
由于不同的目标反射信号不同，因此波束成形技术需要正确地合成信号以便在最佳情况下进行目标探测。
在雷达信号处理中，波束成形技术通常被分为两类：波束定向和波束形成。
波束定向波束定向（Beam Pointing）是一种将雷达的信号聚焦在特定方向上的技术。
这种技术通常使用于跟踪运动目标的雷达系统中。
由于目标的移动，雷达系统需要调整波束的方向以便在最佳情况下接收目标的反射信号。
波束定向通常使用机械或电子方式来实现。
机械波束定向使用旋转天线的方式来调整波束的方向。
当天线旋转时，天线会扫描一定的角度范围内的目标，但这种方式的波束成形速度相对慢。
电子波束定向则使用相位延迟器来调整不同天线的接收信号相位，这样即可精确地调整波束的方向。
电子波束定向可以实现快速响应但是价格较高。
波束形成波束形成（Beam Forming）是一种将多个反射信号合成成一个较强信号的技术。
这种技术通常被使用在静止目标的雷达系统中，它可以形成一个具有良好方向性的波束。
波束形成通常使用基于信号处理的方式来计算出波束的权重和相位。
最终，所有反射信号的成分都被合成成一个方向性很强的波束。
由于信号处理的速度较快，因此波束形成相对于波束定向实现得更加快速。
研究表明，波束成形技术在雷达信号处理中非常重要。
利用波束成形技术可以精确地探测目标，削弱干扰信号，并且提高雷达系统的灵敏度。
宽带宽角雷达数字波束合成
宽带宽角雷达数字波束合成姓名：张贵学号：02083042班级：020831院系：电子工程学院摘要合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，简称SAR）是是一种运用最广的雷达成像技术。
而雷达成像技术是上个世纪50 年代发展起来的，它是雷达发展的一个重要里程碑。
从此，雷达不仅仅是将所观测的对象视为“点”目标，来测定它的位置与运动参数，而是能获得目标和场景的图像。
同时，由于雷达具有全天候、全天时、远距离和宽广观测带，以及易于从固定背景中区分运动目标的能力，雷达成像技术受到广泛重视。
利用SAR成像，最主要的就是要利用SAR的高分辨力。
SAR 的高分辨，在径向距离上依靠宽带带信号，几百兆赫的频带可将距离分辨单元缩小到亚米级。
本文主要是针对雷达发射宽带信号的数字波束合成做仿真。
通过认真学习了LFM信号的PC（脉压）处理，以及（DBF）数字波束合成技术。
本文采用了多种方案对LFM信号作DBF。
第一种应用了模拟延时单元，第二种方法是利用子阵并结合DDS进行宽带信号的DBF，第三种方法是对于第二种方法的改进，主要运用了加权宽带的DBF，第四种方法利用了数字延时线，第五种方法是仅有数字延时和移相器的宽带信号DBF。
从第一种到第五种方法是逐步优化的过程。
到第五种方法，已经可以对任意发射的宽带波形进行DBF处理。
声明本文的主要参考文献是《宽带宽角数字阵列雷达发射波束形成》，作者：曹运合，刘峥，张守宏。
文中所有的方法都来自于该论文。
本文的形成主要是对于该论文技术的研究以及自己的实际MATLAB仿真。
从大的SAR成像的信号形式上入手，最终想到了本文的研究主题。
由于能力有限，所以只能作初步的学习和仿真。
MATLAB程序是自己独立完成，并且是完全根据自己对参考文献的理解写成，难免有思路上的误解。
一、应用模拟延时单元的子阵发射波束形成与接收阵列一样, 发射阵列同样采用划分子阵来降低阵列的复杂度和成本。
假设考虑一个等距离线阵, 阵元间距为d, 阵元数为N , 把阵列均匀分为M个子阵, 每个子阵含有L 个单元, 即N= ML 。
宽带数字阵列波束形成算法及应用研究
总之，频域宽带波束形成算法是一种非常重要的信号处理技术，在通信领域 中有着广泛的应用前景。随着技术的不断发展和进步，相信该算法在未来将会实 现更多的应用，为通信技术的发展做出更大的贡献。
在声呐信号处理中，波束形成是一种关键技术，用于增强信号强度并降低噪 声干扰。然而，由于环境噪声和信号波动等因素的影响，传统的波束形成方法往 往面临着鲁棒性不足的问题。本次演示将深入研究声呐波束形成鲁棒性，并探讨 相关的算法研究。
阵列数字波束形成技术是一种通过对阵列天线接收到的信号进行处理，实现 波束指向和波束形状控制的技术。其基本原理是利用阵列天线接收信号的相位和 幅度差异，通过特定的算法计算出合成的波束方向图，实现波束的定向辐射和接 收。
阵列数字波束形成技术相较于传统波束形成技术具有更高的灵活性和自由度。 首先，阵列数字波束形成技术可以实现对波束的精确控制，包括波束指向、波束 形状以及波束扫描等。其次，阵列数字波束形成技术可以实现对多目标的同时检 测和跟踪，提高系统的多任务处理能力。此外，阵列数字波束形成技术还具有较 低的副瓣电平、较高的信号增益以及较低的交叉极化等优点。
一、声呐波束形成鲁棒性
声呐波束形成鲁棒性是指波束形成系统在面临各种环境干扰和信号波动时， 依然能够保持稳定和可靠的性能。在实际应用中，提高波束形成鲁棒性对于提高 整个声呐系统的性能具有重要意义。然而，现有的方法主要依赖于硬件设备的性 能提升，对于复杂多变的环境噪声和信号波动，其鲁棒性仍需进一步提高。
随着科技的不断进步，宽带数字阵列波束形成算法将在未来发挥更加重要的 作用。
参考内容
随着科技的不断发展，阵列数字波束形成技术逐渐成为无线通信、雷达、声 呐等领域的研究热点。本次演示将介绍阵列数字波束形成技术的原理、实现方法 以及在多个应用场景中的优势和特点，并通过具体案例分析该技术在现实应用中 的成功经验和教训。
阵列雷达数字波束形成技术仿真与研究
阵列雷达数字波束形成技术仿真与研究【摘要】本文首先介绍了数字波束形成的基本原理，随后对普通波束形成及基于LCMV准则和MVDR准则的单多波束自适应形成技术分别进行了原理介绍和仿真分析。
仿真结果表明，基于自适应技术的数字波束形成能有效提取有用信号，并在干扰方向上形成零陷，有效的抑制噪声和干扰，大大提高了阵列雷达的天线性能。
【关键词】阵列雷达；波束形成；自适应1.引言波束形成（Beam Forming，BF）[1]是指将一定几何形状排列的多元阵列各阵元的输出经过加权、时延、求和等处理，形成具有空间指向性波束的方法。
BF技术的广泛应用赋予了雷达、通信系统诸如多波束形成、快速、灵活调整方向图综合等许多优点。
阵列天线的波束形成可以采用模拟方式，也可以采用数字方式，采用数字方式在基带实现滤波的技术称为数字波束形成（Digital Beaming Forming，DBF），它是天线波束形成原理与数字信号处理技术结合的产物，是对传统滤波技术的空域拓展，在通信领域中也称为智能天线技术。
2.普通波束形成2.1 普通波束形成的基本原理要研究数字波束形成技术，首先要建立阵列信号的表示形式。
假设接收天线为N元均匀线阵，阵元间的间隔为d，各阵元的加权矢量为W=[w1，w2，…，wN]，假设信号为窄带信号S（t），信号波长为，来波方向为，经过加权控制的阵列天线示意图如图1所示[2]。
图1 阵列天线波束形成示意图若以阵元1为参考点，则各阵元接收信号可以写成：（1）（2）将上式写成矢量形式，得：（3）称为为方向矢量或导向矢量。
在窄带条件下，它只依赖于阵列的几何结构和波的传播方向，因此，均匀线阵的导向矢量可表示为：（4）根据波束形成的基本思想，将各阵元的输出进行加权求和，在一时间内将天线阵列波束“导向”到一个方向上，能得到对期望信号最大输出功率位置上的波达方向估计。
由图1得：（5）记为阵列方向图，当w对某个方向同相相加时，的模值最大。
宽带波束形成技术的研究
#xx ( L ) ∀ ∃ #xx ( 0)
- 1
#dx ( 0 ) ∃ #dx ( L) 。 ( 8)
P= #xx ( L)
在信号通过以这些系数为其冲击响应的 N 个 FIR 滤波器后 , 在要求的频带范围内即可满足超增 益处理的要求。 最后 , 给出特定频率响应 FIR 滤波器的设计步 骤如下 : 步骤 1 在所要设计的滤波器的频段内抽取多 个频率, 最好使各频率均匀相同。根据这些频率上 的设计指标按式 ( 9 ) 得出伪滤波器的输出。给出自 适应滤波器的阶数及代价函数的初值。
0
引言
现的 , 主要是利用 FIR 滤波器实现各阵元的加权 , 其 本质是利用具有线性相位特性的滤波器的群时延去 补偿空间信号到达不同阵元之间的相对延时。 设 FIR 滤波器单位脉冲响应 h( n) 长度为 N , 其 传输函数为 :
H ( ej ) =
N- 1 n= 0
随着电子对抗技术的发展 , 电子侦察卫星的发 展已经成为各国发展电子侦察装备的重点。由于卫 星侦察覆盖地域广, 将面临极其复杂的电磁环境, 信 号源密集、 复杂、 多变, 因此通信信号的分离不可避 免, 波束形成技术在形成主波束的同时能形成超低 旁瓣 , 能够对目标信号进行提取, 同时对干扰信号进 行抑制, 因此非常适用于电子侦察卫星发展的需要。 当前 , 对于窄带波束形成器的设计 , 已有很多较 为成熟的方法。然而在很多情况下 , 要求基阵能够 不失真地接收宽带信号, 因此要求波束形成器的波 束图具有与频率无关的特性。然而窄带波束形成只 使用一组固定的权系数, 这使得不同频率下的基阵 波束图不同, 若宽带信号位于波束主极大方向以外 , 则宽带信号的不同频率成分获得的增益将不同 , 这 将造成信号波形的畸变, 且信号的带宽越大, 畸变越 严重 , 所以必须研究宽带波束形成技术 , 使基阵可以 在很宽的频率范围内保持基本一致的波束图。
宽带阵列雷达发射波束形成方法
宽带阵列雷达发射波束形成方法
李根;马彦恒;董健
【期刊名称】《电光与控制》
【年(卷),期】2016(023)006
【摘要】针对目前宽带阵列雷达普遍面临的由孔径渡越带来的波束指向漂移和主瓣宽度抖动的问题,以线性调频信号作为发射信号,从信号基础理论和阵列处理技术出发推导了波束指向漂移和波束宽度抖动的成因,并分析了它们在不同相对带宽下对雷达波束指向和波束宽度的影响程度.根据理论分析,提出了阵元载频微调和时域重采样法相结合的宽带波束形成方法.理论分析与仿真结果表明,宽带阵列雷达波束可以在一个脉冲持续时间内保持波束指向和主瓣宽度的稳定;同时,该方法具有结构简单、运算量小、速度快的特点,可应用于实时雷达系统并便于工程实现.
【总页数】5页(P100-104)
【作者】李根;马彦恒;董健
【作者单位】军械工程学院,石家庄 050003;军械工程学院,石家庄 050003;军械工程学院,石家庄 050003
【正文语种】中文
【中图分类】TN958.92
【相关文献】
1.宽带相控阵雷达发射波束零点形成方法 [J], 曹运合;李强;王胜华;张守宏
2.基于传声器阵列的近场宽带波束形成方法 [J], 翟永刚;吕明
3.宽带宽角数字阵列雷达发射波束形成技术 [J], 曹运合;刘峥;张守宏
4.基于协方差矩阵加权的任意阵列宽带恒定束宽波束形成方法 [J], 张大海;杨坤德
5.大孔径宽带数字阵列时域波束形成方法 [J], 李陶;汪学刚;周云;于雪莲
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宽带恒定束宽数字波束形成及实现的开题报告
宽带恒定束宽数字波束形成及实现的开题报告一、研究背景数字波束形成（DBF）是一种基于数字信号处理（DSP）的直接数字化信号，参照天线阵列（AA）表面的相位和幅度信息，计算出相位和幅度所需的数字信号，将其传送到各个订货单臂膀，最终形成所需的波束。
该技术可以应用于雷达、通信、遥感等领域，能够实现高精度的目标探测和信号传输。
宽带恒定束形成技术是在数字波束形成的基础上发展而来，通过优化波束形成算法和实现硬件性能，实现带宽范围内的恒定束形成，进一步提高信号传输和目标探测的精度。
二、研究目的本课题旨在研究宽带恒定束形成技术，探究数字波束形成算法优化和硬件实现方案，实现带宽范围内的恒定束形成，提高信号传输和目标探测的精度。
三、研究内容1. 数字波束形成算法研究针对数字波束形成中存在的问题，结合实际应用需求，研究优化数字波束形成算法，提高波束形成的精度和稳定性。
2. 宽带恒定束形成算法研究在数字波束形成基础上，考虑传输带宽的影响，研究宽带恒定束形成算法，实现在带宽范围内的恒定束形成，进一步提高信号传输和目标探测的精度。
3. 硬件实现方案设计基于研究结果，设计数字波束形成和宽带恒定束形成的硬件实现方案，包括天线阵列、数字信号处理器（DSP）等。
四、研究意义宽带恒定束形成技术可以应用于多个领域，如通信、雷达、遥感等，能够提高信号传输和目标探测的精度。
该研究对于推动各个领域的高精度数据应用和技术发展具有重要意义。
五、研究方法本课题采用文献研究法、数学建模法、实验研究法等多种研究方法，通过对数字波束形成算法的优化和宽带恒定束形成算法的研究，结合硬件实现方案的设计和实验验证，验证该技术的有效性和应用价值。
六、研究进度安排1. 前期调研和文献研究（已完成）2. 数字波束形成算法研究和优化（计划完成时间：1-3个月）3. 宽带恒定束形成算法研究（计划完成时间：4-6个月）4. 硬件实现方案设计和实验验证（计划完成时间：7-10个月）7. 预期成果1. 数字波束形成和宽带恒定束形成算法优化结果和相关研究论文发表。
基于确知波形的宽带宽角相控阵发射波束形成方法
基于确知波形的宽带宽角相控阵发射波束形成方法罗永健1,2,俞根苗1,张守宏1,朱 敏2(11西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室,陕西西安710071;21解放军西安通信学院,陕西西安710106) 摘 要: 在大孔径宽扫描角情况下,利用窄带相控阵发射不出去宽带高分辨信号,本文经理论分析说明了这一点,并提出两种基于已知波形的宽带宽角相控阵发射波束形成方法,给出了实现示意框图,通过计算机仿真验证了其可行性.新方法采用时域数字处理,在性能上是最优的.与时域采用抽头延迟线的FIR 滤波器波束形成方法和频域DFT 波束形成方法相比,文中方法简单,所需设备量少,易于工程实现.关键词: 宽角;宽带波束形成;相控阵中图分类号: T N957151 文献标识码: A 文章编号: 037222112(2003)0320358203Wideband Transmitting Beamforming for Pha sed Array Ba sed on K nownWaveform in the Pre sence of Large Scan AngleLUO Y ong 2jian 1,2,Y U G en 2miao 1,ZH ANG Shou 2hong 1,ZH U Min 2(11National K ey Lab o f Radar Signal Processing ,Xidian Univer sity ,Xi ’an ,Shaanxi 710071,China ;21Xi ’an Communications Institute ,Xi ′an ,Shaanxi 710106,China )Abstract : Theoretical analysis dem onstrates that wideband signal can not be transmitted by using narrowband phased array in scenarios with large aperture and scan angle.T w o wideband transmitting beam forming methods for phased radar based on the known waveform in the presence of large scan angle are proposed.The diagrams are given ,and simulation results show the effectiveness of tw o methods.The novel methods em ploy digital processing in the time domain and are optimal.C om pared with the beam forming method uti 2lizing FIR filter consisting of tapped delay lines in the time domain and the beam forming technique with DFT in the frequency domain ,the presented methods demand the smaller number of equipment and are easy to be im plemented in engineering.K ey words : large scan angle ;wideband beam forming ;phased array1 引言 相控阵雷达波束灵活捷变,较机械扫描雷达有许多优点,但现有的相控阵雷达大多是在窄带应用条件下,随着技术的发展,人们对雷达的要求已不仅仅局限于简单的目标探测功能,而希望了解目标的一些细微特征,以满足目标成像和识别的要求,宽带雷达则为这些要求提供了条件.因此,宽带雷达技术是现代雷达发展的一个重要方向.相控阵采用宽带技术,可以进一步增强相控阵雷达的功能,扩大其应用范围,是一个很具潜力的发展领域.宽带相控阵雷达的难点在于波束形成技术,有关宽带阵列最优数字波束形成方法的研究起始于二十世纪七十年代,已有大量公开文献发表[1～5].主要方法有两种,一种是基于时域多抽头延时的Frost 方法,在宽带条件下,该方法需要较多延时单元,运算量比较大.另外一种方法是基于DFT 的频域波束形成方法,即先对各个阵元接收信号进行DFT 处理,然后对不同频带信号按窄带信号进行波束形成.发射波束形成可采用类似的方法,但在现有的工程实现条件下实现起来尚有一定困难,并且运算过程复杂,所需设备量较大.对雷达而言,采用宽带信号的主要目的是获得高距离分辨率,其信号形式往往是已知和确定的,有时也不需要全程处理.根据这些特点,本文提出了两种基于确知波形的宽带宽角发射波束形成方法.新方法简单,便于实现.由于高分辨波形很多,为方便起见,本文以线性调频脉冲信号为例.2 宽带宽角对相控阵雷达的影响 宽带宽角相控阵雷达与窄带相控阵的根本区别是在大扫描角情况下出现的“孔径渡越”问题[6],即阵元间的信号波程差大于或接近由信号带宽决定的距离分辨率,这时,不能采用常规窄带相控阵列的处理方式.下面作一分析说明.设发射信号波形为S (t )=A (t )ej 2π(f 0t +12μt2)(1)其中f 0为载频,μ为调频斜率,A (t )为包络.该信号同时馈至各发射阵元的移相器输入端并经移相而发射出去.若采用均匀线性阵,其阵元间距为D 0(半波长),各阵元相对于参考阵元的包络延迟为τl =lD 0sinθ/C , C 为光速收稿日期:2001211220;修回日期:2002209202基金项目:国防科技预研基金(N o 199J711111DZ 0116)第3期2003年3月电 子 学 报ACT A E LECTRONICA SINICA V ol.31 N o.3M ar. 2003则第l 个阵元发射出去的信号为 S tl (t )=A (t -τl )ej 2π[f 0(t -τl )+12μ(t -τl)2]=A (t -τl )ej 2π(f 0t +12μt 2)・e -j 2πΔf l t ・e j 2π(μ2τ2l -f 0τl)因为τl 与脉冲宽度比较很小,故可不考虑A (t -τl )的影响,则S tl (t )=e j 2π(f 0t +12μt2)・ej 2πΔf lt ・ej <tl=e j 2π[(f 0-Δf l )t +12μt 2]・e-j <tl(2)其中Δf l =μτl ,φtl =2π(μ2τ2l-f 0τl ).相控天线阵雷达的波束扫描实际上是对各阵元信号移相,该移相量为Ψl ,则移相后的阵元信号为S l Ψ(t )=ej 2π[(f 0-Δf l)t +12μt 2]・e j (<tl -Ψl)(3)那么天线阵辐射到目标方向的信号为y (t )=∑Ll =-Le j 2π[(f 0-Δf l )t +12μt 2]・e j Δ<l其中Δ<l =<tl -Ψl .当Δ<l =0时,波束指向目标,信号最强,即 y θ(t )=∑Ll =-Le j 2π[(f 0-Δf l )t +12μt 2]=e j 2π(f 0t +12μt2)・∑Ll =-Lej 2πΔf lt =S (t )・W (t )(4)这里W (t )=∑Ll =-Le j2πΔf lt.假设脉宽为10μs ,信号带宽为100MH z ,天线阵元数为80个,载频为1000MH z ,阵元间距为D 0=0115m ,当θ=60°时,其波W (t )形如图1实线所示.若信号带宽为1MH z ,则波形如图1虚线所示.图1 W (t )在宽带和窄带下的归一化幅度由图可见,在宽带情况下,若采用常规的相控技术,阵列实际上对发射信号进行了时域加权,将破坏原有的线性调频信号包络形状和频谱结构,因此,在大孔径宽扫描角情况下,采用常规相控发射技术会破坏宽带信号的高分辨特性.3 基于确知波形的发射波束形成 当扫描角较大时,各阵元发射信号并不能同时到达波束指向的波前面,导致有效脉冲宽度变窄,将引起有效发射能量减小,但孔径渡越时间与脉冲宽度相比,一般很小,故能量损失可忽略不计.311 移频移相法发射波束形成技术若第l 阵元信号在波前面相对于参考阵元的包络延迟为τl ,设基准线性调频源为S (t )=e j 2π(f 0t +12μt 2)=e j 2πf 0t・e j πμt2则S (t -τl )=S (t )・B l (t )(5)其中B l (t )=e -j (2πΔf lt +<l),<l =2π(f 0τl -12μτ2l ).令w 3l (t )=B 3l (t )・e j 2πμτ2l =e j 2πΔf l t ・e j Ψl(6)这里,Ψl =2π(f 0τl +12μτ2l ).若将S (t )乘以w 3l (t )再以第l 个阵元发射出去,则可以补偿掉因延时而引起的频移和相移,从而进一步完成发射波束的形成.即S l (t )=S (t )・w 3l (t )(7)那么S l (t -τl )=S (t ).阵列在θ方向发出去的信号为Z (t )=∑lS l(t -τl)=(2L +1)S (t ).应指出,加权因子w 3l (t )是时间的函数,包含有移频因子e j 2πΔf l t,又由于移频移相运算应在基带进行,然后再上变频而发射出去,即数字基带信号应为S 0(t )=e j πμt2,则S l (t )=S 0(t )・w 3l (t )・e j 2πf 0t .移频移相法发射波束形成方法如图2所示.图2 移频移相法发射波束形成示意图312 移时移相法发射波束形成技术数字器件发展很快,可以获得高速可控数字延迟线,从而实现用延时法来构成宽带发射波束形成系统.当波束指向确定时,在波前面的信号延时也就确定了,即为τl .因此,如果依次对馈入各阵元的信号进行延时,则就可以实现宽带发射波束形成.若采用数字延时线,其延时量不能做到连续变化,只能是某一采样周期的整数倍变化,设实际要求的延时量为τl ,由于数字延时线的离散性,将会有误差.误差大小为Δτl =τl -nT s ,T s 为采样周期n =I NT (τl /T s ),INT ( )为取整运算另外,数字延时只能在较低频率的基带进行,故数字信号应为S 0(t )=e j πμt2.则在波前面,有S 0(t -Δτl )=ej πμt2・e -j 2πΔf lt ・e j <l(8)Δf l =μΔτl ,<l =πμΔτ2l953第 3 期罗永健:基于确知波形的宽带宽角相控阵发射波束形成方法令S l (t )=S 0(t )・e j 2πΔf lt・e j <l(9)则S l (t -Δτl )=ej πμt2.因高频信号是用低频基带信号经混频而得到的,且对所有阵元来说是用同一频率源,故应考虑高频相移的影响并应在数字部分实现移相.对经数字延时线延迟了的信号进行相位和频移补偿,其实现示意框图如图3所示,其中第l 阵元的加权因子为w l =e j (2πΔf l t +<l +2πf 0τl ).图3 移时移相法宽带发射波束形成示意框图4 计算机仿真结果 为了验证本文方法的有效性,我们作下面的计算机模拟实验.实验中,等间距线性发射阵由80个阵元构成,阵元间距等于0115m ,目标方向位于60°.线性调频信号带宽为100MH z ,脉宽等于10μs ,载频为1000MH z ,采样频率取200MH z .移频移相法和移时移相法的实验结果分别用实线(—)和星线(-3-)表示.经波束形成和FFT 脉压处理后的压缩波形如图4所图4 脉压波形图5 发射方向图示(旁瓣未加权),图5是发射波束方向性曲线.从图上可以得知,两种方法实验结果一样,都能有效地发射宽带信号,效果良好.移频移相法在基带信号的基础上直接乘上移频因子ej 2πμτl t ,而移时移相法却是先让基带信号经过数字延迟线,然后再乘上移频因子e j 2πμΔτl t,所以相比之下,移时移相法在后续处理时信号的带宽较低,降低了对数字器件的速率要求,实现起来要容易,但计算延迟误差增加了计算量.5 结论 本文分析了宽带宽角对窄带相控阵的影响,提出了两种基于已知波形的宽带宽角发射波束形成方法,理论分析和仿真结果均表明文中方法的有效性.新方法所需设备量少,易于工程实现.参考文献:[1] O L Frost.An alg orithm for linearly constrained adaptive array process 2ing [J ].Proc IEEE ,1972,60(8):926-935.[2] S A ffes.W ideband robust adaptive beam form ing via target tracking[A].Proc of the 7th IEEE SP W orkshop on SS AP [C].Quebec ,Cana 2da :IEEE ,1994.141-145.[3] F Y ang ,M K aveh.C oherent signal 2subspace trans formation beam former[J ].IEEE Proc ,Pt F ,1990,137(4):267-275.[4] F Lorenzelli ,et al.Broadband array processing using subband tech 2niques [A ].ICASSP96[C ].Atlanta ,G eorgia ,US A :IEEE ,1996,5.2876-2879.[5] D B W ard ,et al.Theory and design of broadband sens or arrays withfrequency invariant far 2field beam patterns [J ].J Acoust S oc Am ,1995,97.1023-1034.[6] 张光义.相控阵雷达系统[M].北京:国防工业出版社,1997.作者简介:罗永健 男,1971年出生于湖北松滋,西安电子科技大学博士生,研究方向为雷达信号处理.俞根苗 男,1964年出生于安徽贵池,西安电子科技大学博士生,研究方向为雷达信号处理.张守宏 男,1938年出生于安徽六安,西安电子科技大学教授,博士导师,研究方向为雷达信号处理.063 电 子 学 报2003年。
阵列信号处理技术在雷达系统中的应用研究
阵列信号处理技术在雷达系统中的应用研究雷达系统作为一种重要的探测和监测工具，广泛应用于军事、民用航空以及气象等领域。
而阵列信号处理技术作为雷达系统中的关键技术之一，对于提高雷达系统的性能和功能起着至关重要的作用。
本文将探讨阵列信号处理技术在雷达系统中的应用研究，并对其优势和挑战进行分析。
一、阵列信号处理技术的基本原理阵列信号处理技术是基于阵列天线的工作原理和信号处理算法相结合的一种技术。
阵列天线由多个天线单元组成，通过对天线单元的控制和信号处理算法的优化，可以实现对信号的波束形成、干扰抑制和目标定位等功能。
在雷达系统中，阵列信号处理技术通过对接收到的多个天线单元的信号进行加权和相位控制，实现对目标信号的增强和干扰信号的抑制。
通过对不同天线单元接收到的信号进行相位调控，可以实现波束的形成，从而实现对目标信号的定位和跟踪。
同时，通过对不同天线单元接收到的信号进行加权处理，可以实现对干扰信号的抑制，提高雷达系统的抗干扰能力。
二、阵列信号处理技术在雷达系统中的应用1. 目标定位和跟踪阵列信号处理技术在雷达系统中的一个重要应用是目标定位和跟踪。
通过对接收到的信号进行相位调控，可以实现波束的形成，从而实现对目标信号的定位和跟踪。
相比传统的单天线系统，阵列信号处理技术可以提供更高的定位精度和跟踪灵敏度，使得雷达系统能够更准确地获取目标信息。
2. 干扰抑制雷达系统在实际应用中常常会受到各种干扰信号的影响，如多径效应、杂波干扰等。
阵列信号处理技术通过对不同天线单元接收到的信号进行加权处理，可以实现对干扰信号的抑制，提高雷达系统的抗干扰能力。
同时，通过优化信号处理算法，可以进一步提高干扰抑制的效果。
3. 多目标探测传统的雷达系统在探测多个目标时，常常需要进行时间分复用或频率分复用等技术，从而导致雷达系统的复杂度增加。
而阵列信号处理技术可以通过对接收到的多个天线单元的信号进行加权和相位调控，实现对多个目标的同时探测和定位，从而简化了雷达系统的设计和实现。
宽带波束形成方法及优化
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目录
• 宽带波束形成概述 • 宽带波束形成方法 • 宽带波束优化方法 • 宽带波束形成及优化应用场景 • 总结与展望 • 参考文献
01
宽带波束形成概述
宽带波束形成概念
宽带波束形成是一种信号处理技术，通过控制阵列天线接收和发 射信号的相位和振幅，以实现对特定方向上的信号进行增强或抑 制。
1 2
遗传算法基本原理
遗传算法是一种基于生物进化原理的优化算法， 通过模拟进化的过程，寻找最优解。
编码方式
在遗传算法中，问题的解被编码为染色体，通过 交叉、变异等操作，不断迭代进化。
3
适应度函数
适应度函数用于评估染色体的优劣程度，根据适 应度函数的值进行选择、交叉和变异等操作。
04
宽带波束形成及优化应 用场景
多基地声呐
在声呐系统中，宽带波束形成可以与多基地声呐结合，通过在不同位置 的声呐站点之间进行信号合成和处理，实现对水下目标的协同探测和跟 踪。
05
总结与展望
宽带波束形成及优化的成果与不足
成果
宽带波束形成方法在雷达、声呐、电子战和无线通信等领域应用广泛，实现了 更高的分辨率和更强的信号干扰能力，为各种无线通信系统提供了强大的支持 。
03
宽带波束优化方法
基于波束空间的优化方法
信号子空间方法
利用信号子空间方法，通过在信号空间中投影目标信号和干扰信 号，实现波束形成优化。
干扰子空间方法
利用干扰子空间方法，通过在干扰空间中投影目标信号和干扰信号 ，实现波束形成优化。
基于特征分解的方法
利用特征分解方法，将信号和干扰的特性进行分解，并提取出有用 的特征，实现波束形成优化。
基于FPGA的宽带雷达波束形成技术
Ｔｈｅ Ｂｒｏａｄｂａｎｄ Ｒａｄａｒ Ｂｅａｍｆｏｒｍ ｉｎｇ Ｍ ｅｔｈｏｄ ｉｎ ＦＰＧＡ Ｗ ＡＮＧ Ｈａｏ
（Ｎｏ．３８ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ ＣＥＴＣ，Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ａｒｒａｙ ａｎｄ Ｓｐａｃｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，Ｈｅｆｅｉ Ａｎｈｉｕ ２３００３１，Ｃｈｉｎａ）
。
（Ｉ Ｊ【】 Ｖ ｌＩ
科 技 视 界
科技·探索·争鸣
基于 ＦＰＧＡ的宽带雷达波束形成技术
汪 灏 （中国 电子科 技集 团公 司第 ３８研 究所 ，孔径 阵 列与 空间探 测安 徽省 重点 实验 室 ，安 徽 合 肥 ２３００３１）
【摘 要】雷达波束形成（Ｉ）ＢＦ）作为相控 阵雷达体 系中的核心环 节之 一，其作用不言而喻 ；宽带波束形 成是 实现数 字阵列雷达－＊－３ 实现 中 的主要 难点之一 本文介绍一种利用信道 复用技 术表实现宽带 雷达波 束形成的方式 ，着重在于结合实际工程 实践 中的难点并给出解 臭方案 ．旨 在 减 少 雷达 信 号 处理 系统 中硬 件 资 源 使 用 量
公 司推 … 的高 端 器件 Ｖｉｒｔｅｘ－７系 列 ＸＣ７ＶＸ６９ｆｌ、的芯 片 而 ｆ｛主 开 发 的
ｌ中列出 Ｊ ｌ０个阵元 ．阵元间距离为 ｔ１．目标回波信号与垂直线 角度 为 ０．载波波长为 ．那么相邻阵元间的空Ｉ＇＠Ｐｌｌ位差如『哥中所示…
还需要形成同时 多波束 ．这就使得 ＦＰＧＡ内部的乘法器 ｉＩ＿：观倍 数的增 据余垒斯特采样定律 ．只需要 ３２Ｍ 的采样频 率即可 ．乘法器 １ 作频率
长 ．乘法 器数 目从７ｆ始的几 十个到后 来的 几百个 ．以至 于现在 的几 定为 ３２Ｍ对于 目前的主流 ＦＰＧＡ来说是一种浪 费．目前主流的 ＦＰＧ．、
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摘
要 ： 宽 带相控 阵 雷达 天线 波束合 成 时 ， 于天 线孔 径 渡越 时 间影 响 ， 引起 不 同频 率 分 在 由 会
量 信 号合成 的 天线 波束 指 向相 互 偏 离， 造成 信 号 能量 损 失 。本 文提 出 了一 种 对 宽 带信 号 不 同
频 率 分量分 别进 行补偿 的算 法 ， 宽 带相控 阵雷达 在 整 个信 号 带 宽 内形 成 的 天 线 波束 最 大增 使
（ ． ｏｌ ｅｏ ｌ ｔ ｎ ｓａ ｄＩ ｏｍ ｔ ｎＥ ｇｎｅ ｎ Ｎ ｎｉ ｎ ｅ ｉ Ｉ ｏｍ ｔ ｎＳ ｉ ｃ １ Ｃ ｌｇ ｅ ｆＥｅ ｒ ｉ ｎ ｎ ｒ ａｉ ｎ ｉ ｒ ｇ， ａｊ ｇ Ｕ ｉ ｒ ｔ ｏ ｎ ｒ ａｉ ｃ ｎｅ ｃｏ ｃ ｆ ｏ ｅｉ ｎ ｖ ｓｙｆ ｆ ｏ ｅ
益指 向保持不变， 确保不 同频率分量信号能量有效叠加 ， 以提高宽带相控阵雷达 目 标探 测距 离
和 角度 分辨 力 。
关键 词 ： 带 ； 宽 相控 阵 ； 雷达 ； 径 渡越 时 间 孔 中图分类 号 ：Ｎ ５ ． Ｔ ９９４ 文献标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ９— ４ １ ２ １ ） ２— ０ ３— ５ １０ ０ ０ （ ０ ０ ０ ０ １ ０
１ 引 言
宽 带相 控 阵雷 达 工作 频 率 范 围大 ， 时信 号 带 宽 瞬
很宽 ， 如果 为获得 高 增益 而采 用 大尺寸 天线 阵列 ， 形 在
在时域通过时间补偿实现宽带阵列天线波束合成
算 法 的基 本思 想是 ： 采用 实 时 数 字 延 时线 和分 数 延 时
滤波 器对 中频 或基 带 信 号 进行 时 问延 时 补偿 ， 同时 通
第３ ０卷
第 ２期
雷 达 与对 抗
ＲＡＤＡＲ ＆ ＥＣ Ｍ
Ｖｏ ． Ｎｏ． １３０ ２
２１ ０ ０年 ６月
Ｊｎ ２ １ ｕ ．０ ０
宽 带 阵列 雷 达 波 束 合 成 技 术 研 究
张玉喜 王 建 秦 亚萍 张 宁 ， ， ，
（． １ 南京信息工程大学 电子 与信 息工程学院 ， 南京 ２０ ０ ；．南京船舶雷达研究 所 ， １０ ３ ２ 南京 ２０ ０ ） １０ ３
＆ Ｔｃｎ ｌ ｙ Ｎ ｎｉ １０ ４ ２ ａｊ ｇＭａｉｅＲ ｄ ｒ ｎｔｕｅ Ｎ ｎｉ １０ ３ ｅｈｏｏ ， ａｊ ｇ２ ０ ４ ； ．Ｎ ｎｉ ｒ ａ ａ ｓ ｔ ， ａｊ ｇ２ ０ ０ ） ｇ ｎ ｎ ｎ Ｉ ｉｔ ｎ
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Ｚ Ａ ＧＹ 一 ， Ｎ ｉｎ ， Ｉ Ｙ －ｉｇ ， Ｈ Ｎ ｇ Ｈ Ｎ ｕ ＷＡ Ｇ Ｊａ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ Ｑ Ｎ ａｐｎ 、 Ｚ Ａ Ｇ Ｎ ｌ