得益于當(dāng)今數(shù)字技術(shù)的蓬勃發(fā)展,數(shù)字波束成形（Digital Beam Forming,DBF）技術(shù)廣泛應(yīng)用于相控陣?yán)走_(dá)和通信等領(lǐng)域。該技術(shù)基于相控陣天線波束成形理論,使用數(shù)字信號(hào)處理的方法,替代原有陣列雷達(dá)中的移相器,進(jìn)而來控制天線波束的掃描特性。相比于傳統(tǒng)的波束成形,數(shù)字波束成形技術(shù)使得信號(hào)在特定方向上得到最大輸出的同時(shí),減少了陣列雷達(dá)中大量的移相器和放大器等器件的使用,使得雷達(dá)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化,成本降低,損耗減少。本文基于數(shù)字波束成形原理,研究數(shù)字波束成形技術(shù)在傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)中應(yīng)用的同時(shí),提出廣義數(shù)字波束成形的概念。其廣義的概念是,通過數(shù)字技術(shù)控制天線單元上PIN二極管的通斷來實(shí)現(xiàn)反射陣天線的波束成形,兩者的本質(zhì)都是通過數(shù)字方法補(bǔ)償天線陣列單元間的相位差來實(shí)現(xiàn)波束成形。在傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)數(shù)字波束成形的研究中,本文對(duì)調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)在來自特定距離且六個(gè)不同角度的目標(biāo)反射回波進(jìn)行中頻信號(hào)采樣,在MATLAB中對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字波束成形和雷達(dá)距離檢測(cè)等一系列數(shù)字信號(hào)處理算法的軟件仿真;之后編寫Verilog代碼,通過FPGA仿真軟件Modelsim來進(jìn)行硬件上的仿真驗(yàn)證;最終通過比對(duì)軟硬件仿真結(jié)果,... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

YLC-8B三坐標(biāo)反隱身米波雷達(dá)在民用領(lǐng)域，數(shù)字波束成形技術(shù)廣泛用于汽車前視雷達(dá)，如目前國外的主流廠

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文4圖1-2大疆T16植保無人機(jī)DBF成像雷達(dá)1.3論文內(nèi)容安排本文主要研究傳統(tǒng)的毫米波雷達(dá)數(shù)字波束成形，對(duì)調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)數(shù)字波束成形算法進(jìn)行MATLAB軟件仿真和Modelsim硬件仿真，并從硬件系統(tǒng)架構(gòu)和FPGA資源使用情況論證了算法的可實(shí)現(xiàn)性。在此基礎(chǔ)上，提出了廣義數(shù)字波束成形的概念，即使用數(shù)字方法控制反射陣天線單元間的相位差來實(shí)現(xiàn)波束成形的方法，首先從原理上進(jìn)行分析和論證，并詳細(xì)給出了數(shù)控編碼電路的設(shè)計(jì)方案和問題解決方法，最后上板實(shí)驗(yàn)論證了方案的正確性和可行性。本論文共分為六章，各章節(jié)內(nèi)容安排如下：第一章是緒論部分。主要介紹了數(shù)字波束成形技術(shù)的背景和意義，并對(duì)該技術(shù)的國內(nèi)外研究歷史和現(xiàn)狀進(jìn)行闡述，指出了本文的創(chuàng)新點(diǎn)與貢獻(xiàn)，并對(duì)本文的內(nèi)容和章節(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行安排。第二章是基礎(chǔ)部分，均為概念原理的詳細(xì)闡述。章節(jié)中首先對(duì)窄帶陣列信號(hào)模型進(jìn)行分析，并給出了陣元間相位的相互關(guān)系。其次，詳細(xì)介紹了調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)中常用的三角波信號(hào)的特點(diǎn)與測(cè)距方法，給出了雷達(dá)常用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并對(duì)傳統(tǒng)數(shù)字波束成形原理進(jìn)行了詳盡說明。在此基礎(chǔ)上，給出了數(shù)字波束成形的廣義概念，并通過數(shù)字編碼反射陣的波束成形原理來論述了該廣義概念。本章為后面章節(jié)的數(shù)字波束成形算法設(shè)計(jì)，仿真與實(shí)現(xiàn)提供了理論基矗第三章是調(diào)頻連續(xù)波測(cè)距雷達(dá)數(shù)字波束成形算法設(shè)計(jì)與軟件仿真。首先規(guī)定了所需的雷達(dá)參數(shù)，并設(shè)計(jì)了數(shù)字波束成形算法，其中詳細(xì)介紹了相位補(bǔ)償值的提取和波束的合成。之后對(duì)特定距離，六個(gè)不同角度的目標(biāo)回波接收數(shù)據(jù)進(jìn)行了數(shù)字波束成形算法的MATLAB仿真，并提取出了待測(cè)目標(biāo)與雷達(dá)間的距離信息，本章最后對(duì)六個(gè)不同角度的波束成形結(jié)果進(jìn)行了分析，論證了算法的正確性與可行性。

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文16第三章FMCW測(cè)距雷達(dá)數(shù)字波束成形算法設(shè)計(jì)與軟件仿真本章以一個(gè)收發(fā)隔離的線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)為基礎(chǔ)，給出該雷達(dá)具體的系統(tǒng)參數(shù)。包括有天線陣結(jié)構(gòu)和陣元通道數(shù)；線性調(diào)頻連續(xù)波的波形、周期、中心頻率、掃描帶寬；中頻信號(hào)AD采樣的采樣率和采樣位寬。后續(xù)均采用該設(shè)定參數(shù)進(jìn)行數(shù)字波束成形算法設(shè)計(jì)與仿真。其次，章節(jié)設(shè)計(jì)了接收陣DBF信號(hào)處理的一系列算法和流程。最后，通過對(duì)六個(gè)不同角度目標(biāo)回波的實(shí)際AD采樣信號(hào)進(jìn)行MATLAB軟件仿真，得到最終DBF合成信號(hào)，并測(cè)算雷達(dá)到物體間的距離。3.1雷達(dá)系統(tǒng)參數(shù)為了仿真數(shù)字波束成形算法的整個(gè)流程，本節(jié)設(shè)置具體的線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)系統(tǒng)的參數(shù)：天線陣結(jié)構(gòu)：?jiǎn)翁炀�發(fā)射，2×2天線方陣接收接收天線陣元通道數(shù)：4線性調(diào)頻連續(xù)波：三角波線性調(diào)頻連續(xù)波周期：線性調(diào)頻連續(xù)波中心頻率：60GHz線性調(diào)頻連續(xù)波掃描帶寬：1GHzAD采樣率：5MHz測(cè)距范圍：1m-5m根據(jù)上述線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)的系統(tǒng)參數(shù)，可以畫出如圖3-1所示線性調(diào)頻三角波的波形。圖3-1線性調(diào)頻三角波

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3528844