當前,雷達系統(tǒng)面臨復雜電磁環(huán)境與高性能指標要求,不僅要求其具有實時性,同時要求其具備抗干擾,抗輻射等特性。其中,數字波束形成作為相控陣雷達信號處理器的核心模塊之一,可以實現對天線陣列接收信息的充分利用。本文立足于國家部委項目,研究任務主要由兩部分組成:自適應波束形成算法及硬件實現。1.研究了經典的自適應波束形成的準則,并對其進行簡單的分析和比較。對LMS（最小均方誤差算法）,RLS（遞歸最小二乘法）,以及SMI（采樣協(xié)方差矩陣求逆）算法進行建模仿真,對比分析了三種算法的數理特性。針對SMI運算的復雜性,通過引入輔助矢量,建立了導向矢量與協(xié)方差矩陣之間的線性方程組,并采用CG（共軛梯度法）算法完成線性方程組的求解,從而得到波束形成加權矢量的值。在雷達實際應用中,其波束駐留周期有限,因此陣列接收到數據快拍數也是有限的,使得波束形成器的性能下降,針對此問題,研究了一種對角加載算法,并將其與CG算法相結合,得到基于CG算法的穩(wěn)健波束形成算法,通過建模仿真驗證了該算法在有限采樣快拍數下的穩(wěn)健性。2.基于寬帶自適應波束形成,比較分析了ISM（非相干信號子空間方法）、CSM（相干信號子空間方法）對非... 

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【學位級別】：碩士

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摘要
ABSTRACT
符號對照表
縮略語對照表
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國內外研究現狀
        1.2.1 自適應波束形成算法研究現狀
        1.2.2 波束形成工程實現研究現狀
    1.3 本文的研究內容及工作安排
第二章 波束形成理論基礎
    2.1 數字波束形成系統(tǒng)結構
    2.2 陣列數據模型
        2.2.1 窄帶信號模型
        2.2.2 寬帶信號模型
    2.3 波束形成性能度量
        2.3.1 波束方向圖
        2.3.2 輸出信干燥比
    2.4 自適應波束形成準則
        2.4.1 最大信噪比準則
        2.4.2 最小均方誤差準則
        2.4.3 線性約束最小方差準則
    2.5 本章小結
第三章 自適應波束形成算法
    3.1 經典自適應波束形成算法
        3.1.1 LMS算法
        3.1.2 RLS算法
        3.1.3 SMI算法
        3.1.4 CG算法
        3.1.5 仿真分析
    3.2 對角加載自適應波束形成算法
        3.2.1 對角加載原理
        3.2.2 對角加載算法
        3.2.3 仿真分析
    3.3 本章小結
第四章 寬帶自適應波束形成
    4.1 非相干信號子空間法(ISM)
    4.2 相干子空間法(CSM)
    4.3 仿真分析
    4.4 本章小結
第五章 基于FPGA的波束形成器電路設計與實現
    5.1 單精度浮點數格式及相應IP核簡介
    5.2 浮點數累加器IP核設計
        5.2.1 CG模塊累加器的設計
        5.2.2 協(xié)方差矩陣模塊累加器的設計
    5.3 總體設計方案
    5.4 模塊設計
        5.4.1 輸入數據預處理模塊
        5.4.2 協(xié)方差矩陣模塊
        5.4.3 CG算法模塊
        5.4.4 加權系數求解模塊
        5.4.5 加權求和模塊
    5.5 功能驗證
        5.5.1 驗證方法
        5.5.2 測試向量的生成
        5.5.3 協(xié)方差矩陣模塊功能驗證
        5.5.4 加權系數求解模塊功能驗證
        5.5.5 整體功能驗證
    5.6 基于FPGA的綜合
    5.7 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 論文總結
    6.2 工作展望
參考文獻
致謝
作者簡介



本文編號：3721149