本文選題：數(shù)字波束形成　切入點：子陣級　出處：《電子科技大學》2014年碩士論文

【摘要】：為了提高角度和距離分辨力,相控陣雷達需要增大天線的孔徑。但是大型天線陣列其數(shù)量往往已經(jīng)激增至成百上千個,如果系統(tǒng)給每個陣元分配一個單獨的包括放大、混頻和模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換等的接收通道,會大大增加信號處理的硬件成本。子陣級數(shù)字波束形成(DBF)技術(shù)就是將大型陣列通過一定的規(guī)則將若干陣元劃分成較少數(shù)量的子陣來處理。通過該技術(shù)處理后,雷達系統(tǒng)的硬件成本可以得到很大程度的降低,同時,也可以降低系統(tǒng)計算的復雜度。本論文介紹了數(shù)字波束形成的基礎(chǔ)理論知識、討論了自適應(yīng)波束形成的幾種準則和算法,并對常用的幾種算法如最小方差無畸變響應(yīng)(MVDR)算法、采樣矩陣求逆(SMI)算法,最小均方(LMS)算法和遞歸最小二乘(RLS)算法等幾種算法的性能通過仿真結(jié)果進行了比較,介紹了一種實現(xiàn)簡單、可以應(yīng)用于工程實踐的算法——對角加載SMI算法,并對此算法進行了仿真驗證。接著介紹了子陣劃分的方法,包括均勻子陣劃分和非均勻子陣劃分方法,并對均勻子陣劃分和非均勻子陣劃分的數(shù)字波束形成性能做了仿真對比,對均勻子陣劃分引起的柵瓣、柵零點問題進行了理論分析和實驗仿真,分析了原因,并分別對線陣和平面陣的子陣級自適應(yīng)數(shù)字波束形成(ADBF)做了仿真分析。本文的最后研究了子陣級DBF的設(shè)計和實現(xiàn),對給出的一種平面陣子陣劃分方案進行了仿真,仿真內(nèi)容包括多波束形成、子陣與全陣的比較及和差波束形成等。另外,還通過仿真分析了波束權(quán)值量化對方向圖的影響及通道校正的方法。論文的最后給出了DBF模塊的實現(xiàn)原理框圖及DBF板軟件的組成及具體實現(xiàn)流程。
[Abstract]:In order to improve the angle and distance resolution, phased array radar antenna aperture increases. But the need of large antenna array the number often has surged to hundreds of thousands, if each element distribution system for a single including amplification, mixing and analog-to-digital conversion (A/D) receiving channel, will greatly increase the signal processing hardware cost at subarray level digital beamforming (DBF) technology is a large number of array element is divided into a few sub array are processed by certain rules. By this technique, the radar system hardware cost can be greatly reduced, at the same time, can also reduce the complexity of computing system. This paper introduced the basic theory of digital beamforming, discusses several criteria and algorithm for adaptive beamforming, and several commonly used algorithms such as minimum variance distortionless response (MVDR) algorithm And the sample matrix inversion (SMI) algorithm, least mean square (LMS) algorithm and recursive least squares (RLS) algorithm and several algorithms are compared by simulation results, this paper introduces a kind of simple, - diagonal loading SMI algorithm can be applied to engineering practice, and this algorithm is verified by simulation. Then it introduces the method of subarray division, including uniform subarray division and non-uniform subarray division method, and the uniform subarray division and non-uniform subarray division digital beam formation performance. The simulation results show that the grating lobe caused by uniform subarray division, gate zero problems by theoretical analysis and experimental simulation and the reasons are analyzed, and adaptive digital on line array and plane array beamforming at subarray level (ADBF) to do the simulation analysis. At the end of this paper studies the design and implementation of DBF at subarray level, a planar sub array for a given row The solution is simulated. The simulation includes multi subarray beamforming, and comparison matrix and difference beam forming method. In addition, the quantitative impact of the weight of beam pattern and channel calibration is analyzed by simulation. Finally, the paper gives the realization of the principle diagram and the DBF board and the software composition the detailed process of DBF module.

【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TN958.92

【共引文獻】

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8 李s，

本文編號：1678022