学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

多波束相控阵信号发生技术

作　者: 吴光颉
导　师: 徐文
学　校: 浙江大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: 相控阵信号信号模拟 D触发器环路波束形成时分复用DAC 多波束发射
分类号: TN741
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 158次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

声纳和雷达系统广泛地应用于环境测量／成像、目标定位／检测等领域。对声纳和雷达系统的实验室测试和校准需要相控阵模拟接收信号,使声纳和雷达系统定向发射能量需要相控阵激励信号,因此需发展相应的相控阵信号发生技术。尤其实际系统阵型的非规则性、大量的信号通道、信号波形的灵活性,给相控阵信号发生器的研制带来很大的挑战。论文针对声纳系统研究多波束相控阵信号发生技术,以较小的成本、功耗、体积代价来产生大通道数的相控阵接收信号或激励信号。为此提出了基于D触发器环路的相控阵信号发生技术和基于时分复用数模转换器(DAC)的相控阵信号发生技术。基于D触发器环路的相控阵信号发生技术采用多个移位寄存器和反相器构成的环路,生成多路延时／初始相位等差的方波信号,再经低通滤波整形为正弦波。论文还分析了信号延时精度对波束形成性能的影响,论证了时钟频率足够高时,把使用不同时钟源的多个D触发器环路合成具有更多通道数的装置是可行的。基于时分复用DAC的相控阵信号发生技术通过精密设计的时序信号控制多路开关解复用DAC输出的信号,解复用得到的信号亦可再通过低通滤波进行整形。论文提出的方法有别于传统的各单通道DAC方法,且便于工程装置实现。对所实现装置各通道相位一致性、幅度一致性、串扰强度以及输出信号同预期信号之间的相位误差、频率误差等性能测试结果表明论文的方法可以满足一般多波束测量系统研制的需要。当系统信号通道数较多时,论文方法在成本、体积、功耗等方面具有明显的优势；时分复用DAC相控阵信号发生技术在信号波形设计方面有更好的灵活性。最后针对高分辨成像系统,论文探讨了多个波束同时相控发射的方法。这些方法能够在获取高成像分辨力的同时提高成像速度,并有效抑制预成各波束之间区域的发射能量。

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-10
第1章绪论  10-17
  1.1 课题背景与意义  10-12
  1.2 国内外研究现状  12-14
  1.3 论文的成果和结构  14-17
第2章相控阵波束形成基本原理  17-26
  2.1 接收波束形成  17-20
  2.2 发射波束形成  20-22
  2.3 空域混叠  22-23
  2.4 波束宽度  23-24
  2.5 波束数目  24-25
  2.6 本章小结  25-26
第3章基于D触发器环路的相控阵信号发生技术  26-51
  3.1 基于D触发器环路的相控阵信号发生方法  26-30
    3.1.1 信号参数计算  28-29
    3.1.2 备选信号集合的获取  29
    3.1.3 与入射角对应的一组方波信号的选取  29-30
    3.1.4 低通滤波  30
    3.1.5 电平转换  30
  3.2 基于D触发器环路的相控阵信号发生装置  30-42
    3.2.1 信号参数控制模块  31-34
    3.2.2 D触发器和反相器环路  34-35
    3.2.3 矩阵开关  35
    3.2.4 低通滤波器  35-36
    3.2.5 单端信号转差分信号  36
    3.2.6 外围电路模块  36
    3.2.7 装置调试与测试  36-42
    3.2.8 功耗、体积、成本优势  42
  3.3 延时精度对波束形成性能的影响  42-48
  3.4 使用不同时钟源的可行性  48-50
  3.5 本章小结  50-51
第4章基于时分复用DAC的相控阵信号发生技术  51-77
  4.1 基于时分复用DAC的相控阵信号发生方法  51-56
    4.1.1 波形数据计算  52-54
    4.1.2 特定入射角、频率波形数据的选取  54-55
    4.1.3 DAC数模转换  55-56
    4.1.4 多路复选开关解复用  56
    4.1.5 低通滤波  56
  4.2 基于时分复用DAC的相控阵信号发生装置  56-76
    4.2.1 ROM只读存储器  57-58
    4.2.2 DAC数模转换器  58-61
    4.2.3 MUX多路复选开关  61-63
    4.2.4 低通滤波器  63
    4.2.5 外围电路  63
    4.2.6 波形数据、时钟频率计算  63
    4.2.7 波形数据量化编码、组合存放  63-65
    4.2.8 系统时序设计  65-69
    4.2.9 装置调试与测试  69-74
    4.2.10 功耗、体积、成本优势  74-76
  4.3 本章小结  76-77
第5章多波束相控发射方案研究  77-83
  5.1 单个波束扫描  77
  5.2 多个波束扫描  77-82
    5.2.1 阵列子集组合同时发射多个波束  78-80
    5.2.2 波束叠加同时发射多个波束  80-82
  5.3 本章小结  82-83
第6章总结与展望  83-85
参考文献  85-87
攻读学位期间参加的科研项目与科研成果  87

多波束相控阵信号发生技术

内容摘要

全文目录

相似论文