数字阵列雷达

摘要： 根据数字阵列雷达预警搜索工作模式,结合在正弦空间中天线方向图不随扫描角变化的特点,提出了一种适用于数字阵列雷达搜索空域覆盖的波位设计方法。该方法利用三角变化和二次方程解算实现了搜索区域内波位指向的快速计算,与传统波位编排方法相比,在完成覆盖搜索空域的同时有效减少了波位数量。

摘要： 文章根据数字阵列雷达的信号处理特点,提出了一种数字阵雷达的资源调度算法。该调度算法以一种波形嵌套技术为基础,在满足系统时间和能量资源约束的条件下,它使得不同的驻留波束能交错执行,其中,驻留脉冲的等待期可以用来执行其他脉冲的发射或者接收任务,而且不同驻留任务的等待期可以在时间上相互重叠。研究证明,由于驻留脉冲等待期和接收期的充分利用,与传统自适应资源调度算法相比,此算法能有效地提高系统资源利用率,获得更高的系统实现价值率。

摘要： 针对宽带数字阵列雷达通道频率特性不一致的问题,提出一种基于频域均衡的宽带通道校正处理工程实现方法。首先,介绍了数字阵列雷达窄带校正基本方法;然后分析了宽带通道均衡原理,提出了基于频域均衡工程实现方法;最后,通过仿真对基本均衡算法进行了改进和工程数据实测验证。实测数据结果表明,该方法能有效补偿宽带数字阵列通道带内以及通道间幅相误差,显著提高了宽带波束性能,对于宽带数字阵列雷达工程设计具有较高参考价值。

摘要： 数字阵列雷达可通过子阵组合,发射多波束等方式实现同时搜索和跟踪不同空域目标,其中发射正交波形设计是数字阵列雷达的关键技术之一.本文以降低波形信号的自相关旁瓣峰值及互相关峰值为目标,采用改进的遗传算法对随机生成的四相码波形信号进行正交优化.仿真表明,优化设计的正交四相码波形相比于其他文献在自相关旁瓣峰值及互相关峰值性能上有较大改善.

摘要： 该文将提出一种基于DBF多波束探测雷达数字信号处理系统总体设计方案,并以此为基础,完成系统硬件部分设计以及FPGA实现方案,以期能够为相关业内人士提供理论参考.

摘要： 针对数字阵列雷达中频处理系统功能性能测试需求,设计了一种基于VPX架构的多通道雷达回波模拟器.该模拟器采用高性能数字信号处理器与现场可编程门电路,通过多片数模转换芯片产生128路复杂回波模拟信号,能够实现目标轨迹模拟、目标距离延时模拟、多普勒频移模拟、转发式干扰信号模拟等功能.系统硬件平台符合VPX标准,扩展性和通用性较强.

摘要： 传统相控阵雷达中的调度算法难以充分发挥数字阵列雷达的多功能优势.针对这一问题,结合数字阵列雷达的任务结构,提出一种在线交错调度算法.通过将交错调度分析分解为时间资源约束分析和能量资源约束分析,算法能够对所有满足约束的任务进行交错调度:利用任务中的等待期来交错执行其它任务的发射期或接收期,并且不同任务的接收期可实现相互交叠.仿真结果表明,由于雷达任务中等待期和接收期得到充分利用,相比于三种传统的调度算法,所提算法的调度成功率、实现价值率和时间利用率均得到有效提升.

摘要： For solving the problem that the imaging quality and efficiency of digital array radar are influenced by channel amplitude-phase error and range cell migration amplitude-phase error, a fast short-range imaging method for the digital array radar with small field of view is proposed in this paper. By studying digital array radar echo signal models, the sources of amplitude and phase errors in DBF imaging are determined. Based on this, a fast DBF imaging model and a small field-of-view imaging method are presented. The amplitude-phase error and range migration amplitude-phase error can be calibrated in the same time, and the DBF imaging can be realized by a single fast Fourier transform. Theoretical simulation and experimental data verify the effectiveness of the proposed method. This method can significantly improve imaging efficiency without sacrificing imaging quality, showing a broad prospect for application.%针对通道幅相误差和RCM(距离单元徙动)幅相误差同时出现导致数字阵列雷达近程成像效果不佳的问题,研究了一种在小视场条件下快速实现数字阵列雷达近程成像的方法.通过研究数字阵列雷达的回波信号模型,确定了DBF(数字波束合成)成像中幅相误差的来源,在此基础上,建立了数字阵列雷达小视场成像的快速DBF成像模型.理论仿真和实测数据表明:该方法在校准通道幅相误差时能有效实现RCM幅相误差的补偿,通过单次FFT(快速傅里叶变换)即可实现DBF成像.与现有小视场成像方法相比,该方法能在保证成像质量的前提下,显著提高成像效率,在系统性能评估测试等小视场应用中具有较好的应用前景.

摘要： 在数字阵列雷达中,通道失配对低旁瓣波束形成、输出信号信干比以及抗干扰性等多项指标产生严重影响.为了校正误差,通道均衡技术逐渐应用到阵列误差校正上并得到了迅速发展.根据均衡器权系数求解方式将当下通道均衡技术分为时域最小二乘拟合法、频域最小二乘拟合法以及傅里叶变换法.重点分析各方法的主要原理以及研究难点,并综合比较各类方法的优缺点,最后总结了数字阵列雷达通道均衡技术在未来发展中需要攻克的难点.

摘要： 结合目前靶场脉冲测量雷达的发展现状及面临的技术难题,介绍了数字阵列雷达的基本概念、发展阶段、国内外技术发展动态、系统基本组成、工作原理等,分析了它与常规固态有源相控阵雷达的主要区别,对涉及的主要关键技术进行了梳理,结合靶场实际应用背景,给出了可能的应用方向.

摘要： 随着半导体工艺的发展，模数变换器的采样速度越来越高，这就意味着信号处理中的数据量正在不断增加。普通存储设备已无法满足要求，而固态存储器以优越的性能正越来越多的用于保存信号处理中的高速实时数据。本文利用FLASH设计了一款高速固态存储器，实现了相对低速的FLASH存储器对高速实时数据的存储，并在数字阵列雷达中应用。单板存储容量达到192GB，写入速度达到300MB／S。同时引入ECC校验，保证数据存储的正确性。

摘要： 数字阵列雷达工作于宽带成像模式下，需要进行宽带数字波束形成。本文总结分析了频域、时域以及聚焦三种宽带波束形成方法的原理，给出了三种波束形成器在FPGA中的实现结构;分析对比了三种方法的波束形成效果以及硬件资源的耗用情况，给出了最适合在FPGA中实现的一种方法。

摘要： MIMO数字阵列雷达拥有许多传统相控阵雷达无法比拟的优越性。本文对MIMO数字阵列雷达的基本概念及原理、信号模型分类、特点及其关键技术进行了介绍，并分析了其应用前景。

摘要： 数字天线是数字阵列雷达的重要组成部分,由于其技术的先进性,提出了对数字天线测试系统很高的要求.从数字天线的原理入手,分析了数字天线测试系统的硬件和软件组成及实现方案,硬件实现方案包括雷控定时板、频率源、记录仪、标准组件、监测组件，一个完整的软件架构分为五个区域:控制字可变成区域、控制字实时监测区域、伺服联动控制区域、通道幅相数据解析后显示区域、数据解析参数区域。

摘要： 本文介绍了一套宽带全数字阵列实验系统.接收天线采用8单元线阵,工作频率为1～3GHz,瞬时带宽为500MHz.系统包含2个4通道高速ADC,每通道采样率为1.2GSPS,可实现对模拟信号的射频直接采样.信号处理机基于模块化思想设计,采用OpenVPX总线.通过多级子阵进行分级处理,具备高度的可拓展性,能够很方便的拓展成更大规模数字信号处理系统.本文结合系统架构提出了一种灵活的信号处理流程并利用该系统进行了探测实验.实测数据处理结果验证了实验系统的有效性和灵活性.

摘要： 针对通道失配导致雷达目标检测性能严重降低的问题,搭建了机载多通道阵列雷达射频仿真实验系统,对比分析了通道均衡前后ADBF和SLC的输出信干噪比(SINR),验证了通道均衡对空域滤波性能的影响.实验结果表明,通道失配严重影响ADBF和SLC的抗干扰性能,通道均衡后再进行空域滤波,可显著提高检测信号的SINR.

摘要： 本文完成了用于某宽带数字阵列雷达试验阵的光纤数据接收单元的研究和开发工作。该单元主要接收由雷达阵列通过光纤传回的雷达回波数据,并且对这些数据进行缓存, 以便雷达信号处理单元对回波数据进行处理和分析,因此其实物形式可以看作一个接收缓存板块。本光纤接收与缓存单元采用Altera的FPGA——cyclone Ⅱ 系列的EP2C8Q208作为主控芯片;利用CYPRESS公司的CY78933串并-并串(SerDes)芯片与HP公司SFP 光模块接口构成了4路的光接收通道,可以实现150-400Mb/s的光纤数据的接收;采用CYPRESS公司的双口 RAM CY7C028V作为缓存接口,可以实现最大64K X 24bit的数据存储。此外,本文还介绍了FPGA中各个接口控制模块的开发,以此实现对各个外围器件的控制。

摘要： 结合数字阵列雷达的特点，建立了稀布阵的阵列模型。以降低平面稀布阵旁瓣电平为优化目标，提出一种综合有阵元数约束、孔径约束和最小阵元间距约束的稀布面阵的新方法。本文对比了30％和62.5％两种稀布率情况下的优化布阵情况，仿真可知，在方位角、俯仰角均为40°，倾角为80°时，稀布率的降低使方向图的旁瓣有所增大，但是满足工程上的应用。

摘要： 分析了定点DBF算法中的截断误差随着天线阵列通道数增加、A／D位数扩展的变化情况。利用浮点格式数据动态范围大的优点，本文提出了一种改善误差的方案，即将定点DBF算法结果转化为浮点。从仿真结果可以看出该方案明显提高了定点DBF算法的精度。

摘要： 本发明公开了一种包括电源装置、测试信号源、时钟源，以及计算机，测试信号源为待测试的接收数字电路板提供待测试信号，改进点在于，还包括功分器、测试夹具、光纤转接板，功分器将待测试信号功分为多路信号提供给测试夹具，电源装置和时钟源也接到测试夹具，测试夹具将待测试信号、时钟源提供的时钟和电源装置提供的电源通过提供给被测接收数字电路板，测试夹具受计算机控制，光纤转接板连接接收数字电路板和计算机。本发明具有以下优点：本发明设计的测试系统能够并行测试接收数字电路的多个通道的信噪比、噪声系数、通道隔离度以及通道间幅相一致性等指标，极大地提高了接收数字电路测试效率。

摘要： 本发明公开了一种宽带数字阵列雷达的数字延时补偿系统，包括时延参数解析模块，用于在接收状态时，接收第一控制信息，根据所述第一控制信息计算接收通道的接收延时参数，并在发射状态时，接收第二控制信息，根据所述第二控制信息计算发射通道的发射延时参数；信号处理模块，用于将输入的接收信号处理得到接收基带信号；第一数字分数延时滤波器，用于根据所述接收延时参数对所述接收基带信号进行延时；波形产生模块，用于形成发射信号；第二数字分数延时滤波器，用于根据所述发射延时参数对所述发射信号进行延时，本发明还公开了宽带数字阵列雷达的数字延时补偿方法，本发明可采用数字延时补偿，具有数字化、无额外硬件资源和延时精度高的特点。

摘要： 本发明公开了一种微波光子数字波束形成方法。该方法通过引入光域对宽带信号的信道化接收处理，结合光子技术的宽带处理优势和数字技术的精细、灵活可重构的优势，对阵列天线接收到的射频信号形式无要求，可实现同时多频段、多种信号形式的灵活可重构的宽带波束形成；且通过基于在数字域实现对光域精细化处理后的信号的延时控制，可用于实现大规模射频阵列系统，避免引入大规模的光真延时器件，并且避免改变阵元数时对系统做较大改动甚至重新设计。本发明还公开了一种微波光子数字波束形成装置及宽带数字阵列雷达。本发明可以广泛应用于航电系统、雷达、电子战等多波段、多功能的一体化阵列射频系统。

摘要： 本发明公开了一种数字阵列雷达DAM接收数字电路测试系统，包括电源装置、测试信号源、时钟源，以及计算机，测试信号源为待测试的接收数字电路板提供待测试信号，改进点在于，还包括功分器、测试夹具、光纤转接板，功分器将待测试信号功分为多路信号提供给测试夹具，电源装置和时钟源也接到测试夹具，测试夹具将待测试信号、时钟源提供的时钟和电源装置提供的电源通过提供给被测接收数字电路板，测试夹具受计算机控制，光纤转接板连接接收数字电路板和计算机。本发明具有以下优点：本发明设计的测试系统能够并行测试接收数字电路的多个通道的信噪比、噪声系数、通道隔离度以及通道间幅相一致性等指标，极大地提高了接收数字电路测试效率。

摘要： 本发明提供一种数字阵列雷达的数字赋形波束设计方法，包括：将M个阵元垂直均匀排布为M阵元线阵；使用阵元线阵的阵列加权矢量的自相关系数作为优化变量，建立凸优化模型并求解，获得阵列方向图函数幅度平方的全局最优解和赋形区域最大波纹电平；将赋形区域最大波纹电平与最大波纹电平的要求值进行比较，判断优化结果是否满足设计要求；若优化结果满足设计要求，对阵列方向图函数幅度平方进行谱分解，得到阵列加权矢量的最优解，输出作为最优波束赋形向量。本发明提供的赋形波束设计方法使得当阵元数较小时，优化得出的方向图副瓣电平、赋形区最大波纹电平等仍然能维持良好的性能，且算法复杂度相对较低。

摘要： 本发明公开了一种二维数字阵列雷达数字波束形成系统及方法，主要解决了现有技术数据传输及运算量有限，系统规模小，波束控制不灵活的问题。本发明的系统包括：M×N个阵元的二维矩形数字阵列天线，DSP器件，FPGA器件及外围附属器件；本发明的数字波束形成步骤是：FPGA器件接收二维数字阵列发送的接收波束的频率、方位角和俯仰角信息；DSP根据FPGA接收的信息，计算二维数字阵列和、差、行及列波束权值，并将这些权值发送至FPGA器件；FPGA器件利用权值和光纤传输的目标回波信号，在FPGA器件中形成二维数字阵列的和、差、行及列波束。本发明具有数据传输量和系统规模大，波束数量多，波束扫描灵活，实时性强，适用于二维大型阵列雷达的数字波束形成。

摘要： 本发明公开了一种宽带数字阵列雷达的数字延时补偿系统，包括时延参数解析模块，用于在接收状态时，接收第一控制信息，根据所述第一控制信息计算接收通道的接收延时参数，并在发射状态时，接收第二控制信息，根据所述第二控制信息计算发射通道的发射延时参数；信号处理模块，用于将输入的接收信号处理得到接收基带信号；第一数字分数延时滤波器，用于根据所述接收延时参数对所述接收基带信号进行延时；波形产生模块，用于形成发射信号；第二数字分数延时滤波器，用于根据所述发射延时参数对所述发射信号进行延时，本发明还公开了宽带数字阵列雷达的数字延时补偿方法，本发明可采用数字延时补偿，具有数字化、无额外硬件资源和延时精度高的特点。

摘要： 本发明公开了一种微波光子数字波束形成方法。该方法通过引入光域对宽带信号的信道化接收处理，结合光子技术的宽带处理优势和数字技术的精细、灵活可重构的优势，对阵列天线接收到的射频信号形式无要求，可实现同时多频段、多种信号形式的灵活可重构的宽带波束形成；且通过基于在数字域实现对光域精细化处理后的信号的延时控制，可用于实现大规模射频阵列系统，避免引入大规模的光真延时器件，并且避免改变阵元数时对系统做较大改动甚至重新设计。本发明还公开了一种微波光子数字波束形成装置及宽带数字阵列雷达。本发明可以广泛应用于航电系统、雷达、电子战等多波段、多功能的一体化阵列射频系统。

摘要： 本发明提供一种数字阵列雷达的数字赋形波束设计方法，包括：将M个阵元垂直均匀排布为M阵元线阵；使用阵元线阵的阵列加权矢量的自相关系数作为优化变量，建立凸优化模型并求解，获得阵列方向图函数幅度平方的全局最优解和赋形区域最大波纹电平；将赋形区域最大波纹电平与最大波纹电平的要求值进行比较，判断优化结果是否满足设计要求；若优化结果满足设计要求，对阵列方向图函数幅度平方进行谱分解，得到阵列加权矢量的最优解，输出作为最优波束赋形向量。本发明提供的赋形波束设计方法使得当阵元数较小时，优化得出的方向图副瓣电平、赋形区最大波纹电平等仍然能维持良好的性能，且算法复杂度相对较低。

摘要： 本发明公开了一种二维数字阵列雷达数字波束形成系统及方法，主要解决了现有技术数据传输及运算量有限，系统规模小，波束控制不灵活的问题。本发明的系统包括：M×N个阵元的二维矩形数字阵列天线，DSP器件，FPGA器件及外围附属器件；本发明的数字波束形成步骤是：FPGA器件接收二维数字阵列发送的接收波束的频率、方位角和俯仰角信息；DSP根据FPGA接收的信息，计算二维数字阵列和、差、行及列波束权值，并将这些权值发送至FPGA器件；FPGA器件利用权值和光纤传输的目标回波信号，在FPGA器件中形成二维数字阵列的和、差、行及列波束。本发明具有数据传输量和系统规模大，波束数量多，波束扫描灵活，实时性强，适用于二维大型阵列雷达的数字波束形成。