【摘 要】
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数字波束形成(DBF)是天线波束形成原理和数字信号处理相结合的产物,被广泛应用于阵列信号处理领域。数字波束形成技术可以使得某一指定方向的信号获得最大增益,并且有效抑制其他方向的信号干扰。基于数字波束形成技术的阵列雷达数字信号处理系统的搭建是现代雷达技术发展中的热点和关键技术。论文基于窄带数字波束形成原理系统地实现了阵列雷达数字信号处理系统。首先,对窄带数字波束形成算法进行了仿真,验证了数字波束形成
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数字波束形成(DBF)是天线波束形成原理和数字信号处理相结合的产物,被广泛应用于阵列信号处理领域。数字波束形成技术可以使得某一指定方向的信号获得最大增益,并且有效抑制其他方向的信号干扰。基于数字波束形成技术的阵列雷达数字信号处理系统的搭建是现代雷达技术发展中的热点和关键技术。论文基于窄带数字波束形成原理系统地实现了阵列雷达数字信号处理系统。首先,对窄带数字波束形成算法进行了仿真,验证了数字波束形成算法的效果,并且讨论了影响数字波束形成算法效果的因素,这为后续系统的实现奠定了理论基础。接着,对整个系统的硬件平台进行了搭建,将整个硬件平台按照功能进行模块划分,分别对电源模块、主控平台模块、模数转换器(ADC)信号采集模块、数模转换器(DAC)信号输出模块以及千兆以太网通信模块进行了硬件实现。最后,在硬件平台搭建好的基础上,进行数字信号处理流程的实现,按照信号处理的顺序,分别对信号采集、基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的高频率高采样率信号预处理、千兆以太网传输、基于FPGA的数字波束形成以及基带数字信号转换为模拟中频信号输出进行了研究和实现。最终完成了基于数字波束形成技术的阵列雷达数字信号处理系统的测试验证。论文针对整个数字信号处理系统,将信号源产生的137.5MHz的正弦波经过天线发射后作为整个系统的接收信号。对比16路天线合成波束的信噪比和单通道波束信噪比,发现合成波束相较于单通道波束的增益最少为11.3d B,平均增益为11.8d B。将模拟输出连接到频谱仪上,发现模拟中频输出为70.2MHz。整个数字信号处理系统可以正常工作,达到了装备要求。
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