在數(shù)字波束形成系統(tǒng)(DBF)中,高速數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)字波束形成均需保證其實(shí)時(shí)性,因而它一直以來(lái)都是DBF系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。在此詳細(xì)闡述采用低壓差分信號(hào)(LVDS)技術(shù)解決DBF、系統(tǒng)高速數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題,LVDS與普通的并行數(shù)據(jù)總線(xiàn)相比,既能確保數(shù)據(jù)傳輸速率,又降低了總線(xiàn)的互連復(fù)雜度;同時(shí)選擇高性能FPGA芯片,既完成多通道高速數(shù)據(jù)的復(fù)加權(quán)求和運(yùn)算,又實(shí)現(xiàn)了全陣的實(shí)時(shí)數(shù)字波束形成運(yùn)算。
在數(shù)字波束形成系統(tǒng)(DBF)中,高速數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)字波束形成均需保證其實(shí)時(shí)性,因而它一直以來(lái)都是DBF系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。在此詳細(xì)闡述采用低壓差分信號(hào)(LVDS)技術(shù)解決DBF、系統(tǒng)高速數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題,LVDS與普通的并行數(shù)據(jù)總線(xiàn)相比,既能確保數(shù)據(jù)傳輸速率,又降低了總線(xiàn)的互連復(fù)雜度;同時(shí)選擇高性能FPGA芯片,既完成多通道高速數(shù)據(jù)的復(fù)加權(quán)求和運(yùn)算,又實(shí)現(xiàn)了全陣的實(shí)時(shí)數(shù)字波束形成運(yùn)算。
數(shù)字波束形成技術(shù)充分利用陣列天線(xiàn)所獲取的空間信息,通過(guò)信號(hào)處理技術(shù)使波束獲得超分辨率和低副瓣的性能,實(shí)現(xiàn)了波束的掃描、目標(biāo)的跟蹤以及空間干擾信號(hào)的零陷,因而數(shù)字波束形成技術(shù)在雷達(dá)信號(hào)處理、通信信號(hào)處理以及電子對(duì)抗系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。數(shù)字波束形成是把陣列天線(xiàn)輸出的信號(hào)進(jìn)行AD采樣數(shù)字化后送到數(shù)字波束形成器的處理單元,完成對(duì)各路信號(hào)的復(fù)加權(quán)處理,形成所需的波束信號(hào)。只要信號(hào)處理的速度足夠快,就可以產(chǎn)生不同指向的波束。由于數(shù)字波束形成一般是通過(guò)DSP或FPGA用軟件實(shí)現(xiàn)的,所以具有很高的靈活性和可擴(kuò)展性。本文主要介紹了一個(gè)自適應(yīng)波束形成器的原理及其實(shí)現(xiàn)方法,結(jié)合當(dāng)今最先進(jìn)的可編程芯片,包括數(shù)字信號(hào)處理器(DSP),現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯門(mén)陣列(FPGA)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字波束形成,適用于如3坐標(biāo)雷達(dá)系統(tǒng)等復(fù)雜陣列信號(hào)處理系統(tǒng)。其研制成果已應(yīng)用在多部相控陣?yán)走_(dá)中,縮小了我國(guó)在這個(gè)領(lǐng)域與其他國(guó)家之間的差距,具有重要的經(jīng)濟(jì)意義和軍事意義。
數(shù)字波束形成技術(shù)充分利用陣列天線(xiàn)所獲取的空間信息,通過(guò)信號(hào)處理技術(shù)使波束獲得超分辨率和低副瓣的性能,實(shí)現(xiàn)了波束的掃描、目標(biāo)的跟蹤以及空間干擾信號(hào)的零陷,因而數(shù)字波束形成技術(shù)在雷達(dá)信號(hào)處理、通信信號(hào)處理以及電子對(duì)抗系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。數(shù)字波束形成是把陣列天線(xiàn)輸出的信號(hào)進(jìn)行AD采樣數(shù)字化后送到數(shù)字波束形成器的處理單元,完成對(duì)各路信號(hào)的復(fù)加權(quán)處理,形成所需的波束信號(hào)。只要信號(hào)處理的速度足夠快,就可以產(chǎn)生不同指向的波束。由于數(shù)字波束形成一般是通過(guò)DSP或FPGA用軟件實(shí)現(xiàn)的,所以具有很高的靈活性和可擴(kuò)展性。本