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部分自适应数字波束形成算法及方案研究

自适应数字波束形成(ADBF)技术的许多优点与潜在能力能够满足现代雷达在灵活性、多功能及日益严峻的电磁辐射环境的要求,因而成为现代雷达的关键技术之一。数字阵列雷达(DAR)也成为雷达发展的热点。对于大型空-时自适应阵列天线,采用部分自适应技术(PADBF),可以降低阵列自适应算法的复杂性,产生较快的自适应响应,同时也可极大的降低系统硬件成本。本论文研究工作是在国家阵列雷达预演项目支持下开展的。项目的主要目标是研究收发DBF技术在相控阵天线中的运用,实现收发波束的自适应处理和软件化雷达信号处理,并完成相关技术难点方案论证和信号处理试验样机的研制。本论文主要包括以下4部分内容:(1) 部分自适应算法研究:对基于广义旁瓣对消结构的PADBF和子阵级PADBF实现方案进行了算法仿真和比较。仿真表明:子阵列PADBF相比全自适应在算法响应和硬件成本上有巨大的潜力。(2) 子阵级PADBF实现方案讨论:用FPGA实现子阵级PADBF并进行了  (本文共87页) 本文目录 | 阅读全文>>

电子科技大学
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子阵级自适应数字波束形成技术研究与应用

为了提高角度和距离分辨力,相控阵雷达需要增大天线的孔径。但是大型天线阵列其数量往往已经激增至成百上千个,如果系统给每个阵元分配一个单独的包括放大、混频和模数(A/D)转换等的接收通道,会大大增加信号处理的硬件成本。子阵级数字波束形成(DBF)技术就是将大型阵列通过一定的规则将若干阵元划分成较少数量的子阵来处理。通过该技术处理后,雷达系统的硬件成本可以得到很大程度的降低,同时,也可以降低系统计算的复杂度。本论文介绍了数字波束形成的基础理论知识、讨论了自适应波束形成的几种准则和算法,并对常用的几种算法如最小方差无畸变响应(MVDR)算法、采样矩阵求逆(SMI)算法,最小均方(LMS)算法和递归最小二乘(RLS)算法等几种算法的性能通过仿真结果进行了比较,介绍了一种实现简单、可以应用于工程实践的算法——对角加载SMI算法,并对此算法进行了仿真验证。接着介绍了子阵划分的方法,包括均匀子阵划分和非均匀子阵划分方法,并对均匀子阵划分和非均匀...  (本文共72页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京理工大学
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数字阵列雷达DBF处理器的降秩算法研究与实现

采用自适应数字波束形成算法的数字阵列雷达具有同时多波束、自适应干扰抑制等突出优点,已经在通信、雷达、声纳等领域中得到一定的应用。然而针对较大阵列规模的自适应数字波束形成算法的实际应用仍然存在一些挑战,如算法的实时性、同时多干扰抑制能力以及稳健性等。本文针对实际工程应用研究适用于大型阵列雷达系统实时运算的快速降秩自适应波束形成算法,完成了自适应数字波束形成算法的移植和验证,并共同搭建了数字阵列雷达系统,对其进行了初步联调测试。本文的主要研究工作如下:1、从减少运算量、同时抑制多个干扰信号出发,研究适合大型数字阵列雷达工程应用的自适应数字波束形成算法,其中主要包括广义旁瓣相消(GSC)算法、差分正交投影(HTP)算法、快速降秩最小方差波束形成(FRRMVB)算法等。2、针对FRRMVB算法在大信噪比时方向图畸变的问题和回波信号中不包含期望信号的要求,提出了新的基于快速逼近幂迭代的最小方差波束形成(FAPIMVB)算法和基于局部线性嵌...  (本文共76页) 本文目录 | 阅读全文>>

武汉理工大学
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自适应数字波束形成算法及其在雷达中的应用研究

自适应阵列技术是阵列信号处理的重要分支之一,在雷达、通信、声纳、导航、语音信号处理等军事和民用领域有着广阔的发展前景,特别是近年来已成为新一代多功能自适应有源相控阵雷达和移动通信智能天线中的关键技术。自适应阵列技术经历了近半个世纪的发展,取得了丰硕的研究成果,并逐步走向工程实用化,但对自适应阵列技术的研究远非完善。本文主要研究了副瓣对消系统在雷达抗有源干扰中的应用。首先简要概述了自适应数字波束形成的基础知识和雷达在干扰环境下的性能分析。讲解了自适应副瓣对消的原理其次研究了一种专门适用于副瓣对消系统的自适应通道补偿方法。针对通道的频带特性不一致性对自适应阵列性能的影响,详细分析了传统的自适应通道补偿方法的缺点,提出了一种基于带宽分割的空时自适应通道补偿方法。该方法通过带宽分割,使得每个子带的失配波纹数大大下降,从而能够在通道失配波纹数较多的情况下实时并较好地实现自适应通道补偿。并为空时二维自适应副瓣相消器的系统设计提供理论依据。最...  (本文共62页) 本文目录 | 阅读全文>>

电子科技大学
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自适应数字波束形成技术研究

20世纪80年代后,随着数字集成电路、微波技术、信号处理技术的发展和进步,数字波束形成技术,自适应技术开始在相控阵雷达中得到应用。与传统机械扫描雷达相比,相控阵雷达具有大的功率孔径积,作用距离远;多波束形成能力,扩大雷达的空域观察范围,实现对多目标的检测和跟踪。自适应数字波束的应用则提高了雷达波束捷变能力,可以有效的实现自适应空域滤波和空时自适应处理,有效的抑制有源干扰。为满足多功能的设计要求,大型相控阵雷达阵元数目众多,硬件系统庞杂,运算量极高。在不影响系统性能情况下,控制成本和降低运算复杂度有效方法:阵列的子阵划分技术是数字相控阵雷达首要问题。本文给出了窄带信号前提下的线阵和面阵的数字波束接收信号模型,自适应数字波束形成基本原理,推导在一定情况下,三种最优准则相互等价,具体应用时需根据不同已知条件确定相应最佳准则。分析了均匀子阵划分、非均匀子阵划分、重叠子阵划分自适应波束形成的理论性能,研究了均匀子阵划分的特点以及栅瓣和栅零...  (本文共82页) 本文目录 | 阅读全文>>

华东师范大学
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DBF若干算法模拟及应用研究

数字波束形成技术是近二十年来发展起来的多学科交叉的新兴技术。它是智能天线指向性发射与接收的重要的技术基础。在面向未来的第三代移动通信、个人通信等领域,数字波束形成技术有着广阔的应用前景。本文的主要工作是围绕数字波束形成技术的理论研究,内容包括:数字波束形成算法的研究,数字波束形成天线的系统构成和实现,以及将数字波束形成算法应用于高频地波雷达近海监测和海态遥感,最后给出了一种宽带恒定束宽数字波束形成器的设计方案。波束形成算法是本文研究的重点和核心。这也是一个快速发展的领域。本论文在把握波束形成算法理论的基础上,对一些算法应用Matlab软件编程进行了模拟和仿真,根据仿真结果对比了各种算法的性能差异,并对波束形成应用中的一些问题从理论上进行了有益的探讨,得出了一些有益的结论。高频地波雷达近海监测和海态遥感技术是一种利用海洋回波多普勒谱反演海态参数的方法。本论文探讨了将数字波束形成技术应用于其中需要解决的问题。对一些数字波束形成算法的...  (本文共73页) 本文目录 | 阅读全文>>