本文關(guān)鍵詞：寬帶相控陣?yán)走_(dá)數(shù)字化技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：寬頻帶相控陣?yán)走_(dá)是我國國防現(xiàn)代化建設(shè)的重要裝備，，為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)的探測(cè)距離，需要相控陣?yán)走_(dá)具有大的口徑；為了實(shí)現(xiàn)大角度空域覆蓋，需要相控陣?yán)走_(dá)具有寬角掃描能力；為了實(shí)現(xiàn)空間目標(biāo)識(shí)別，需要相控陣?yán)走_(dá)具有高的距離分辨力，即雷達(dá)發(fā)射信號(hào)要具有大的帶寬。但是，隨著天線口徑和發(fā)射信號(hào)帶寬的增加，相控陣?yán)走_(dá)的孔徑效應(yīng)越來越嚴(yán)重，若不進(jìn)行孔徑渡越時(shí)間補(bǔ)償，將導(dǎo)致合成后的回波信號(hào)能量損失，進(jìn)而造成雷達(dá)探測(cè)威力下降。 針對(duì)孔徑渡越時(shí)間問題，經(jīng)典的解決辦法是在子陣級(jí)使用實(shí)時(shí)延遲線（True TimeDelay，簡(jiǎn)稱TTD），但由于延遲線存在體積大、價(jià)格高、量化精度低，在寬溫范圍內(nèi)難以做到高精度延時(shí)等問題，該解決方法會(huì)帶來雷達(dá)系統(tǒng)成本、重量和設(shè)計(jì)復(fù)雜度的增加，因此國內(nèi)外雷達(dá)設(shè)計(jì)者致力于尋找替代模擬延遲線的解決方法。以數(shù)字TR模塊為核心部件的數(shù)字化陣列雷達(dá)，可以很好地解決上述問題。本文選取數(shù)字化的核心部分?jǐn)?shù)字TR組件，從以下幾個(gè)方面進(jìn)行研究分析： (1)首先詳細(xì)研究了寬帶相控陣?yán)走_(dá)存在的問題，并對(duì)現(xiàn)有的解決方法進(jìn)行了分析。詳細(xì)討論了相控陣天線的窄帶特性、孔徑效應(yīng)、以及對(duì)雷達(dá)信號(hào)帶寬的限制。簡(jiǎn)要介紹了傳統(tǒng)模擬補(bǔ)償方法的弊端。 (2)研究了寬帶相控陣?yán)走_(dá)數(shù)字化的關(guān)鍵技術(shù)，包括系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)，發(fā)射采用直接chirp信號(hào)生成（DDCS）算法和高速率FPGA+DAC的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，接收采用數(shù)字化接收機(jī)進(jìn)行數(shù)字去斜和數(shù)字下變頻處理；又討論了系統(tǒng)多通道同步技術(shù)以及后續(xù)的數(shù)字信號(hào)處理算法。 (3)研究了數(shù)字T/R模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)，包括系統(tǒng)架構(gòu)和各模塊的軟硬件設(shè)計(jì)。系統(tǒng)主要由數(shù)字TR板、光纖收發(fā)板、PCIE采集板和電源轉(zhuǎn)換板四部分組成。最后結(jié)合實(shí)際的硬件系統(tǒng)平臺(tái)，對(duì)提出的信號(hào)處理算法和孔徑渡越時(shí)間的數(shù)字補(bǔ)償方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
【關(guān)鍵詞】：寬帶相控陣 孔徑渡越時(shí)間 數(shù)字T/R 數(shù)字補(bǔ)償
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN958.92
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目錄7-9
• 第1章 緒論9-13
• 1.1 課題研究背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)10-11
• 1.2.1 數(shù)字 TR 組件發(fā)展前景10-11
• 1.2.2 數(shù)字波束形成技術(shù)的研究現(xiàn)狀11
• 1.3 本文研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)安排11-13
• 第2章 寬頻帶相控陣?yán)走_(dá)關(guān)鍵問題研究13-21
• 2.1 相控陣天線的窄帶特性13-14
• 2.2 相控陣天線的孔徑效應(yīng)14-16
• 2.3 孔徑渡越時(shí)間對(duì)雷達(dá)信號(hào)瞬時(shí)帶寬的限制16-17
• 2.4 孔徑渡越時(shí)間對(duì) LFM 信號(hào)調(diào)頻速率的限制17-19
• 2.5 寬帶相控陣?yán)走_(dá)傳統(tǒng)解決方案19-20
• 2.6 本章小結(jié)20-21
• 第3章 寬頻帶相控陣?yán)走_(dá)數(shù)字化關(guān)鍵技術(shù)21-47
• 3.1 數(shù)字波束形成21-24
• 3.2 孔徑渡越時(shí)間數(shù)字補(bǔ)償24-30
• 3.2.1 LFM 信號(hào)的特殊處理25-29
• 3.2.2 非線性調(diào)頻信號(hào)高精度數(shù)字延時(shí)29-30
• 3.3 寬帶信號(hào)直接數(shù)字產(chǎn)生30-31
• 3.4 數(shù)字化接收機(jī)31-32
• 3.5 高精度系統(tǒng)同步32-37
• 3.5.1 時(shí)鐘同步33-34
• 3.5.2 觸發(fā)同步34-36
• 3.5.3 并行化同步36-37
• 3.6 通道間相位一致性補(bǔ)償方法37-41
• 3.6.1 中頻補(bǔ)償方法37-39
• 3.6.2 射頻補(bǔ)償方法39-41
• 3.7 系統(tǒng)自校準(zhǔn)方法41-46
• 3.7.1 陣面集成后誤差提取方法41-45
• 3.7.2 結(jié)論45-46
• 3.8 本章小結(jié)46-47
• 第4章 寬帶相控陣?yán)走_(dá)數(shù)字 T/R 模塊設(shè)計(jì)47-73
• 4.1 總體架構(gòu)48
• 4.2 硬件方案設(shè)計(jì)48-53
• 4.2.1 數(shù)字 TR 板硬件設(shè)計(jì)48-51
• 4.2.2 光纖接口轉(zhuǎn)換板51-53
• 4.3 軟件方案設(shè)計(jì)53-70
• 4.3.1 軟件總體設(shè)計(jì)53-55
• 4.3.2 各模塊設(shè)計(jì)55-66
• 4.3.3 接口控制板 FPGA 設(shè)計(jì)66-70
• 4.4 采集帶寬分析70
• 4.5 多通道同步設(shè)計(jì)70-72
• 4.6 本章小結(jié)72-73
• 第5章 寬帶數(shù)字 T/R 模塊實(shí)現(xiàn)技術(shù)73-83
• 5.1 數(shù)字補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證73-77
• 5.1.1 孔徑渡越時(shí)間補(bǔ)償73-75
• 5.1.2 通道間一致性數(shù)字補(bǔ)償75-77
• 5.2 高精度延時(shí)驗(yàn)證77-78
• 5.3 數(shù)字波束形成78-81
• 5.4 本章小結(jié)81-83
• 第6章 總結(jié)與展望83-85
• 參考文獻(xiàn)85-89
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單89-91
• 致謝91

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 文樹梁;寬帶相控陣?yán)走_(dá)Stretch處理聚焦波束形成技術(shù)[J];航天電子對(duì)抗;2004年02期

2 朱慶明;數(shù)字陣列雷達(dá)述評(píng)[J];雷達(dá)科學(xué)與技術(shù);2004年03期

3 吳曼青;;數(shù)字陣列雷達(dá)的發(fā)展與構(gòu)想[J];雷達(dá)科學(xué)與技術(shù);2008年06期

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中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 嚴(yán)濟(jì)鴻;寬帶相控陣?yán)走_(dá)波束控制技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2011年

本文編號(hào)：579618