宽带数字阵列雷达通道校正技术.pdf

电子科技大学
硕士学位论文
宽带数字阵列雷达通道校正技术
姓名:冉涌
申请学位级别:硕士
专业:信号与信息处理
指导教师:汪学刚
20100501
摘要宽带数字阵列雷达拥有许多传统雷达不具有的优势,然而各通道中低噪放,功放等模拟器件的差异和环境温度的变化等因素会导致各个通道的频率特性不一致,即通道失配。宽带数字阵列雷达的各种优良性能是在各通道一致的假设前提下才有的,通道失配会严重影响阵列雷达数字波束形成的效果,降低阵列雷达性为了减小通道失配带来的影响,介绍了多种通道失配模型,通过仿真研究了通道失配导致数字波束形成性能下降的程度,并针对横式滤波结构下的时域校正算法和多种频域校正算法,分析了它们各自的特点和性能上的差异,并通过一组仿真实验比较了它们校正性能的差异。另外,通过仿真实验研究了校正时的采样率、滤波器抽头数等参数选择与最终校正效果的关系,给实际应用中的参数选择提供了参考。通过对频域不加权最朔ê椭苯幽娓盗⒁侗浠环ㄇ蠼夤痰姆治觯っ了它们是完全等价的求解,所以在最后校正结果上没有任何差异。针对横向滤波结构下的直接逆傅立叶变换算法校正性能不佳的问题,分析了其中的原因,并提出在变换之前先在频域优化设计理想频率响应函数的方法,使得在运算量没有增加的情况下,校正性能得到了改善。当通道之间的失配是在某些频率处有较大差异,形成频域的尖峰时,要校正它们的理想滤波器的单位脉冲响应序列必然很长,难以用低阶的瞬ń峁贡近,针对这一问题,引入了拥有全通滤波环节的拉盖尔滤波器,使得校正性能得最后,为了保证算法实现的实时性,说明了最小二乘求解和瞬ǖ墓こ实现方法,并通过在开发板上编写校正算法程序,说明了优化程序代码的方法,给出了用两片实现整个通道校正过程的实用方案。关键词:通道失配、通道校正、拉盖尔滤波、数字波束形成能。到改善。
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日期:砷年彩月/日独创性声明论文使用授权本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名:本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。C艿难宦畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑导师签名:日期:≯
,引入全数字处理技术和宽带信号处理技术后形成的新型阵列扫描雷达。它的接收和发射都采用数字波束形成技术,并且结合高速数字信号处理和宽带信号处理技术,因此在提高角分辨率、空域抗干扰,可控多波束等方面都显现出了独特的优势。为了观察高速飞行的卫星或洲际导弹,雷达必须具有快速转换天线波束指向、高速跟踪多批目标的能力,基于这些需求,世界年代开始,相控阵雷达技术得到很大发展和应用【。它有稳定跟踪多批高速运动目标的能力,在单部发射机功率受限条件下,也能获得特大功率,为提高雷达作用距离和雷达测量精度,观测各种低可观测目标提供了技术潜力。研究的初期,主要是引入阵列天线技术,信号处理方面仍然沿用传统的模拟信号处理方式,采用模拟波束形成世界年代,随着现代战争对雷达性能要求的不断提高和数字器件以及数字信号处理技术的日趋成熟,数字阵列雷达的概念被提出,与传统相控阵列雷达相比,它是在发射和接收模式下都用数字波束形成代替模拟波束形成【俊2捎檬执砑际豕螅睦∠咄绫涞眉虻ィ低构成只有信号处理机和阵列天线,它们之间由光纤连接,系统的重构性得到大大另外,为了提高雷达的距离分辨率,在雷达波形和信号处理上又引入宽带技术。宽带主要体现在几个方面:⑻煜呦低澈蜕淦底榧钠荡芸恚⒗状镉涤写蟮乃彩贝恚⒖泶姆⑸浜徒邮詹ㄐ渭捌涓咚俚氖中藕糯怼】。宽带数字阵列雷达一般由天线阵列、数字疪组件、数据传输系统、信号处理机、时钟几部分组成。其结构框图如图所示。提高。第一章绪论
。与传统雷达体制和采用模拟波束形成的阵列雷达相比,宽带数字阵列雷达有许多优点【浚纾⒁子谑迪侄嗖ㄊ源锏娇砀哺恰⒏呔ǘ鹊饶勘辍H绻么车哪D馄骷⒁子诮饩隹拙抖稍叫вΑ39嫣逯频南嗫卣罄状镆话阃ü宰诱蠹邮凳毖迟线来实现宽带宽角扫描,系统非常复杂,而在宽带数字阵列雷达中可以利用调整时序来轻松解决孔径渡越效应。⒁子谧允视α愕憧刂疲岣呃状锏目垢扇拍芰ΑR蛭2捎