發(fā)布時(shí)間：2020-04-09 02:37

【摘要】：寬帶數(shù)字陣列雷達(dá)是采用寬帶信號波形而且發(fā)射和接收都使用數(shù)字波束形成技術(shù)的全數(shù)字化陣列天線雷達(dá)。與傳統(tǒng)的窄帶雷達(dá)相比,寬帶數(shù)字陣列雷達(dá)具有具有更高地搜索效率,更好地自適應(yīng)調(diào)零,以及更低的旁瓣電平。然而在具備獨(dú)特優(yōu)勢的同時(shí),傳統(tǒng)的波束形成的方法己經(jīng)無法適用于寬帶的數(shù)字相控陣?yán)走_(dá),并會(huì)造成如主瓣寬度增加以及陣列波束指向失配等問題。因此,為了實(shí)現(xiàn)寬帶條件下的數(shù)字波束形成,本文介紹了利用通道均衡和分?jǐn)?shù)時(shí)延濾波器實(shí)現(xiàn)寬帶數(shù)字波束形成的方法,并在此基礎(chǔ)上,討論了通道均衡和分?jǐn)?shù)時(shí)延的各個(gè)實(shí)現(xiàn)算法及其之間的比較。本文首先通過對線性雷達(dá)陣列數(shù)學(xué)模型及寬帶數(shù)字陣波束形成原理的分析,引入了寬帶數(shù)字波束形成的基本數(shù)學(xué)表示。接著本文介紹了基于分?jǐn)?shù)時(shí)延的數(shù)字波束形成,并在這之中著重介紹了數(shù)字時(shí)延方案的選擇以及不同的數(shù)字時(shí)延濾波器設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu):加窗法、最大平坦準(zhǔn)則以及farrow結(jié)構(gòu)。通過對各種不同方案的算法討論、仿真分析研究,可以得到最優(yōu)的分?jǐn)?shù)時(shí)延濾波器的設(shè)計(jì)方法。在完成對分?jǐn)?shù)時(shí)延濾波器的設(shè)計(jì)之后,本文加入了對通道均衡技術(shù)的討論。針對通道失配這一在實(shí)際工程實(shí)現(xiàn)中不可避免的現(xiàn)象,本文研究了時(shí)域以及頻域下不同的通道均衡算法以及自適應(yīng)均衡算法并作出了比較。同時(shí),在通道均衡實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上,著重研究了不同參考通道的選擇對通道均衡補(bǔ)償?shù)挠绊?所得結(jié)論對實(shí)際工程應(yīng)用有一定的影響。本文通過仿真研究以及實(shí)際數(shù)據(jù)分析,從理論以及實(shí)際角度解決了寬帶下的數(shù)字波束形成,寬帶數(shù)字相控陣?yán)走_(dá)具有廣泛的應(yīng)用前景,因而本文的研究具有一定的實(shí)際意義。
【圖文】：

角度（度）逡逑圖３．１不同頻率信號方向圖逡逑從上圖３．１中可以看到，當(dāng)信號頻率／去３．１ＧＨｚ，即中心頻率時(shí)，主瓣指向逡逑為所期望的方向。而當(dāng)／取３．０ＧＨｚ時(shí)，方向圖的指向變?yōu)椋担叮?#176;；同理，當(dāng)頻率逡逑／�。常玻牵龋鷷r(shí)，方向圖指向?yàn)椋叮常?#176;。可以看出，寬帶信號波束圖的指向隨信號逡逑頻率的變化而有明顯的改變，不同頻率之間主瓣指向會(huì)有明顯的偏差。這種相控逡逑陣?yán)走_(dá)波束的指向隨頻率的變化而偏移的現(xiàn)象稱為相控陣?yán)走_(dá)的孔徑效應(yīng)。逡逑以上即是寬帶信號在常規(guī)波束形成中所存在的問題，，和抽象的數(shù)學(xué)表達(dá)式不逡逑同，本段利用數(shù)據(jù)仿真直觀地表現(xiàn)出寬帶數(shù)字波束形成受頻率的影響。可以看到，逡逑當(dāng)信號頻率不同時(shí)，盡管對于各個(gè)陣列單元而言，時(shí)延量都是相同的，所形成的逡逑主瓣指向也全不相同。然而從另一個(gè)角度考慮，當(dāng)相移由于隨頻率變化而無法得逡逑到補(bǔ)償時(shí)

．ａｒｒｏｗ從上圖中可以看出，與仿真一類似，Ｆａｒｒｏｗ結(jié)構(gòu)在一定的帶寬范圍之內(nèi)，可也逡逑以保證幅度相應(yīng)的恒定以及延時(shí)的穩(wěn)定。換句話說，由仿真一以及仿真二可以看逡逑到，無論是加窗法還是Ｆａｒｒｏｗ結(jié)構(gòu)的分?jǐn)?shù)時(shí)延濾波器，在一定的帶寬范圍內(nèi)都逡逑可以保證接近于理想的分?jǐn)?shù)時(shí)延濾波器，從而達(dá)到較好的延時(shí)效果。逡逑３．５．２仿真實(shí)現(xiàn)寬帶波束形成逡逑
【學(xué)位授予單位】：中國電子科技集團(tuán)公司電子科學(xué)研究院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN957.51

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本文編號：2620170