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基于L波段相控阵雷达的旁瓣对消算法研究与实现

王龙平  
【摘要】:随着相控阵雷达广泛的应用于各领域,相控阵雷达中的旁瓣对消算法显得越来越重要,近几十年来,国内外学者对旁瓣对消算法研究的比较多,并将它们成功的应用在各相控阵雷达系统中。但是目前的旁瓣对消算法主要是针对窄带系统的,如果将这些窄带旁瓣对消算法直接应用于宽带系统中,则对消能力将下降。 首先,本文对非自适应旁瓣对消算法进行了分析。该方法是根据相控阵雷达阵列算出能对消阵列各旁瓣的权值,并将权值存储下来。在雷达系统的工作过程中,首先对干扰的来波方向进行估计,以确定需要对消的旁瓣,然后调用存储的权值进行旁瓣对消。这种非自适应的旁瓣对消算法只能对一个干扰进行旁瓣对消处理,而且干扰来波方向估计带来的误差会对相控阵雷达系统的旁瓣对消能力产生极大的影响。 然后,本文还研究了自适应旁瓣对消算法。自适应旁瓣对消算法克服了非自适应旁瓣对消算法带来的缺陷,可以通过添加多个辅助阵元来对多个干扰进行旁瓣对消,而且不用对干扰的来波方向进行估计,从而提高了系统的对消性能。 由于通用的自适应旁瓣对消算法不能直接应用于宽带雷达系统,也就是说当系统的带宽变宽时,直接采用通用的自适应旁瓣对消算法会导致算法的对消能力严重受损。因此本文还分析了带宽对通用自适应旁瓣对消算法的影响,并研究了基于子带的宽带自适应旁瓣对消算法,即子带自适应旁瓣对消算法。仿真结果表明该算法能够有效的对宽带信号进行旁瓣对消处理。基于子带的宽带自适应旁瓣对消算法是利用分析滤波器组将接收到的宽带信号分解成若干个子带信号,然后对各子带信号分别进行旁瓣对消处理,最后通过综合滤波器组将各子带旁瓣对消输出的误差信号综合成系统的输出。 最后本文对子带自适应旁瓣对消算法的FPGA实现进行了分析和设计,包括分子带模块的FPGA实现,各子带自适应旁瓣对消模块的FPGA实现。通过功能仿真发现,各模块的FPGA设计均能有效的实现其功能。


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