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两维数字阵列雷达DBF控制及其电路设计

作　者: 周琦
导　师: 陈伯孝
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 数字阵列雷达数字波束形成电路设计单脉冲测角 MIMO
分类号: TN958
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

数字阵列雷达是一种发射和接收波束都采用数字波束形成技术的全数字阵列扫描雷达,具有波束控制灵活、系统结构简单、抗干扰能力强及控制软件化等优点,是现代雷达发展的主要方向之一。本论文结合某大型阵列米波雷达,建立其阵列模型,介绍了两维数字阵列雷达发射和接收数字波束形成的工作过程;利用先进的FPGA和DSP设计了DBF处理系统的硬件电路原理图;讨论了通道幅相不一致对波束指向和波束副瓣的影响,介绍了发射校正和接收校正的工作过程和工程实现方法,设计了发射校正和接收校正的FPGA控制逻辑和DSP处理程序;讨论了多径对波束的影响,给出了波瓣的计算机仿真和实测结果;给出了该雷达的数字单脉冲测角结果,并分析其测量精度。将数字单脉冲技术应用于MIMO雷达,给出了一种MIMO雷达数字单脉冲测角方法,分析了不同布阵的测角性能。论文工作在其它阵列雷达中也可以借鉴。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-13
  1.1 研究背景和意义  7-10
  1.2 前期研究工作  10-11
  1.3 本文的主要工作  11-13
第二章两维数字阵列雷达收发DBF 技术  13-27
  2.1 引言  13
  2.2 两维数字阵列模型及扫描方向图  13-15
  2.3 两维数字阵列雷达接收DBF  15-20
    2.3.1 接收数字波束形成原理  15-16
    2.3.2 低旁瓣接收数字波束设计及多径影响  16-20
  2.4 两维数字阵列雷达发射DBF  20-25
    2.4.1 发射数字波束形成原理  20-21
    2.4.2 发射数字波束设计及多径影响  21-25
  2.5 小结  25-27
第三章数字波束形成系统电路设计  27-39
  3.1 引言  27
  3.2 数字波束形成系统硬件电路方案  27-29
  3.3 硬件电路各模块设计  29-37
    3.3.1 时钟模块  29-30
    3.3.2 电源模块  30-31
    3.3.3 FPGA 外围电路设计  31-32
    3.3.4 DSP 外围电路设计  32-34
    3.3.5 光纤传输模块  34-36
    3.3.6 CPCI 接口及逻辑控制模块  36-37
    3.3.7 系统能力的估计  37
  3.4 小结  37-39
第四章数字阵列雷达发射校正和接收校正  39-53
  4.1 引言  39
  4.2 通道不一致对波束指向和副瓣电平的影响  39-43
  4.3 发射校正  43-48
    4.3.1 发射校正工作过程  43-44
    4.3.2 发射校正总体设计  44
    4.3.3 发射校正FPGA 程序设计  44-46
    4.3.4 发射校正DSP 程序设计  46-48
  4.4 接收校正  48-52
    4.4.1 接收校正工作过程  48-49
    4.4.2 接收校正总体设计  49
    4.4.3 接收校正FPGA 程序设计  49-50
    4.4.4 接收校正DSP 程序设计  50-52
  4.5 小结  52-53
第五章数字阵列雷达单脉冲测角技术研究  53-65
  5.1 引言  53
  5.2 单脉冲测角原理  53-54
  5.3 二维数字阵列雷达单脉冲测角方法  54-58
    5.3.1 基于窗函数的数字单脉冲测角方法  54-57
    5.3.2 实际测试结果及分析  57-58
  5.4 MIMO 雷达数字单脉冲测角性能分析  58-64
    5.4.1 MIMO 雷达信号模型  58-60
    5.4.2 MIMO 不同布阵方向图和半功率波束宽度  60-62
    5.4.3 MIMO 雷达单脉冲测角原理  62-63
    5.4.4 仿真结果与性能分析  63-64
  5.5 小结  64-65
结束语  65-67
致谢  67-68
参考文献  68-71
作者在读期间的研究成果  71-72

两维数字阵列雷达DBF控制及其电路设计

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