收發(fā)數(shù)字波束形成系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、數(shù)字波束形成是陣列天線波束形成原理和數(shù)字信號處理相結(jié)合的產(chǎn)物。與傳統(tǒng)波束形成方法相比，數(shù)字波束形成具有精度高、控制靈活等優(yōu)點，可顯著提高波束形成效率。隨著數(shù)字信號處理技術(shù)的不斷提高，數(shù)字波束形成技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。本文設(shè)計并實現(xiàn)了收發(fā)數(shù)字波束形成系統(tǒng)，從原理分析到具體實現(xiàn)，本文的研究工作主要集中于以下幾點：
　　1.從相控陣天線基本原理出發(fā)，仿真分析了均勻線陣和面陣天線方向圖，分別討論了陣元數(shù)、陣元間距以及工作波長對線陣天線方向

2、圖性能的影響。同時針對接收數(shù)字波束形成系統(tǒng)討論了漢寧窗加權(quán)、三角形窗加權(quán)、泰勒窗加權(quán)等幾種不同幅度加權(quán)方式在降低副瓣電平提升天線方向圖性能方面的效果，并根據(jù)系統(tǒng)要求最終選取泰勒窗加權(quán)作為本次接收數(shù)字波束形成系統(tǒng)的加權(quán)方案。
　　2.以直接數(shù)字合成(DDS)技術(shù)為核心設(shè)計了發(fā)射數(shù)字波束形成系統(tǒng)。針對陣列天線多通道波束形成特點，分析了發(fā)射通道間幅相誤差對波束形成性能的影響，同時結(jié)合系統(tǒng)需求設(shè)計了開環(huán)法和閉環(huán)法幅相誤差校正方案，并根據(jù)實

3、際校正過程和校正效果分析對比了這兩種方法。
　　3.分析了接收數(shù)字波束形成算法并以 FPGA為硬件基礎(chǔ)完成了接收數(shù)字波束形成的系統(tǒng)設(shè)計。針對接收通道的幅相誤差，設(shè)計了有效的誤差校正方案，其通過采用同一路T/R組件作為發(fā)射端、不同被測通道的T/R組件作為接收端、發(fā)射信號通過衰減器直接耦合回被測通道的方式，在保證回波信號相同的情況下準(zhǔn)確測試出了通道間的幅相差。
　　4.設(shè)計了天線方向圖測試方案，分別對本次發(fā)射、接收數(shù)字波束形成的