本文關(guān)鍵詞：基于M9703的自適應(yīng)波束形成技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文主要研究自適應(yīng)波束形成技術(shù)的實(shí)現(xiàn)與驗(yàn)證,并利用System Vue軟件和高速數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)搭建了半實(shí)物仿真系統(tǒng),對于雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中存在的設(shè)計(jì)周期長和驗(yàn)證復(fù)雜等問題提供了新的解決思路。首先本文研究了自適應(yīng)波束形成算法及其工程實(shí)現(xiàn)需要考慮的因素,比較了最小均方(LMS,Least Mean Squares)算法和基于QR分解遞歸最小二乘(RLS,Recursive Least Squares)算法的區(qū)別,分析了兩種算法的結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)復(fù)雜性,認(rèn)為LMS算法雖然容易受到收斂因子的影響,但是其結(jié)構(gòu)簡單具有容易在FPGA等硬件上進(jìn)行設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)。QR_RLS算法收斂速度快于LMS算法,其并行的處理結(jié)構(gòu)具有很高的數(shù)據(jù)吞吐量,QR_RLS算法更適合設(shè)計(jì)數(shù)字陣列雷達(dá)的波束形成模塊。其次本文基于System Vue系統(tǒng)仿真軟件搭建了自適應(yīng)波速形成系統(tǒng),驗(yàn)證了算法的真確性,同時(shí)利用MATLAB接口自定義了基于LMS算法的波束形成模塊,對比了兩種情況下的結(jié)果,為雷達(dá)系統(tǒng)自頂向下的系統(tǒng)構(gòu)架驗(yàn)證提供思路:第一,可以基于系統(tǒng)仿真軟件對雷達(dá)某些系統(tǒng)級(jí)進(jìn)行自頂向下的設(shè)計(jì),自下向上的驗(yàn)證,可以大大縮短研制周期;第二,可以將算法進(jìn)行二次封裝,應(yīng)用到系統(tǒng)中,增強(qiáng)了系統(tǒng)可擴(kuò)展性。再次本文研究了M9703通道失衡的原因以及補(bǔ)償方法。在System Vue軟件中設(shè)計(jì)了通道校正系統(tǒng)并且驗(yàn)證成功。整個(gè)設(shè)計(jì)過程驗(yàn)證了:System Vue軟件可以設(shè)計(jì)任意復(fù)雜的雷達(dá)信號(hào)。并可以通過軟件中的M8190(任意信號(hào)發(fā)生器)儀器接口產(chǎn)生真實(shí)的雷達(dá)數(shù)據(jù)。產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可以通過M9703采集并存儲(chǔ)起來。整個(gè)半實(shí)物的仿真系統(tǒng)可以加快雷達(dá)模擬系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證過程,并且可以產(chǎn)生真實(shí)的雷達(dá)數(shù)據(jù),減輕雷達(dá)工作人員由于去外場采集數(shù)據(jù)的壓力。最后本文利用M9703中的兩片F(xiàn)PGA,實(shí)現(xiàn)了一個(gè)四通道的ADBF算法。利用自主開發(fā)的信號(hào)源模塊產(chǎn)生了真實(shí)的信號(hào),搭建了半實(shí)物仿真系統(tǒng)。硬件處理后的結(jié)果通過PCIe背板傳回軟件當(dāng)中得到波束方向圖。對比了波束形成前后的信號(hào),結(jié)果與MATLAB仿真基本一致。本設(shè)計(jì)創(chuàng)造性的將雷達(dá)中頻接收機(jī)和雷達(dá)信號(hào)處理機(jī)統(tǒng)一的用M9703A來實(shí)現(xiàn),充分利用了該儀器的功能,同時(shí)也為雷達(dá)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和仿真提供了新的研究方向。
【關(guān)鍵詞】：雷達(dá)模擬系統(tǒng) System Vue 自適應(yīng)波束形成 M9703A FPGA
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN957.51
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 課題背景及研究意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 論文結(jié)構(gòu)安排12-14
• 第2章 自適應(yīng)波束形成原理及多采樣率原理14-23
• 2.1 引言14
• 2.2 波束形成原理及準(zhǔn)則14-20
• 2.2.1 波束形成的陣列模型14-16
• 2.2.2 自適應(yīng)波速形成準(zhǔn)則16-20
• 2.3 多采樣率數(shù)字信號(hào)處理20-22
• 2.3.1 單級(jí)抽取20-21
• 2.3.2 多級(jí)抽取21-22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 第3章 自適應(yīng)算法研究23-47
• 3.1 引言23
• 3.2 最小均方誤差算法23-31
• 3.2.1 LMS算法原理以及仿真23-27
• 3.2.2 LMS自適應(yīng)波束形成的FPGA實(shí)現(xiàn)27-31
• 3.3 QR_RLS算法31-42
• 3.3.1 QR_RLS算法原理及仿真31-34
• 3.3.2 CORDIC技術(shù)與QRD_RLS的SYSTOLIC實(shí)現(xiàn)34-37
• 3.3.3 QR分解FPGA實(shí)現(xiàn)37-42
• 3.4 System Vue自適應(yīng)仿真42-46
• 3.5 本章小結(jié)46-47
• 第4章 通道校正與數(shù)字下變頻47-55
• 4.1 引言47
• 4.2 自適應(yīng)均衡原理47-48
• 4.3 通道校正的實(shí)現(xiàn)48-54
• 4.3.1 數(shù)控振蕩器設(shè)計(jì)49-50
• 4.3.2 半帶濾波器模塊設(shè)計(jì)50-52
• 4.3.3 PC端設(shè)計(jì)校正流程52-54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 第5章 基于M9703 的半實(shí)物仿真系統(tǒng)55-67
• 5.1 引言55
• 5.2 M9703 資源簡介55-58
• 5.2.1 數(shù)據(jù)處理55-57
• 5.2.2 時(shí)鐘源和ADC數(shù)據(jù)流57-58
• 5.3 M9703 在System Vue中的配置58-60
• 5.4 波束形成系統(tǒng)設(shè)計(jì)60-66
• 5.4.1 內(nèi)部FPGA互聯(lián)60-62
• 5.4.2 任意信號(hào)發(fā)生器62-63
• 5.4.3 算法整體結(jié)構(gòu)63-66
• 5.5 本章小結(jié)66-67
• 結(jié)論67-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果73-75
• 致謝75

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：373485