小型相控阵雷达数字波束形成和信号处理仿真研究

摘要

相对于机械扫描雷达，相控阵雷达采用电子扫描方式，具有无惯性扫描、波束指向灵活多变、抗干扰能力强及可靠性高等优势，因而完全适用于多目标高速运动场景，至今已经广泛应用于陆、海、空等多个领域。本文讨论了一种单兵小型相控阵雷达信号处理的设计与仿真实现，重点分析了线性调频连续波信号与线性调频脉冲信号的回波建模，信号处理流程以及数字波束形成原理。
　　 本文首先分别讨论了线性调频连续波信号和线性调频脉冲信号的雷达目标回波建模方法;对于两种回波信号，研究了其信号处理中的中频采样，数字下变频，脉冲压缩，去斜、2维快速傅里叶变换(FFT)、动目标检测、数字波束形成和恒虚警等处理过程，重点分析了7阵元线阵波束形成，并基于此作和差波束比幅测角;最后，针对未来圆阵相控阵雷达的开发，讨论了64阵元圆阵的波束形成。
　　 仿真结果都表明该相控阵雷达能获得目标的距离、速度和方位的高精度估计，从而验证了该相控阵雷达回波信号处理的有效性。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 研究现状与发展

1．2．1 相控阵雷达的发展

1．2．2 数字波束形成技术国内外研究现状

1．3 本文内容安排

2 小型相控阵雷达系统

2．1 引言

2．2 小型相控阵雷达系统

2．3 信号处理板卡框图

2．4 雷达中频回波信号模型

2．4．1 线性调频连续波去斜回波信号

2．4．2 线性调频连续波去斜回波信号的仿真

2．4．3 线性调频脉冲回波信号

2．4．4 线性调频脉冲回波信号的仿真

2．5 本章小结

3 雷达回波中频采样和数字下变频

3．1 引言

3．2 中频采样理论

3．3 数字下变频

3．4 仿真结果

3．5 本章小结

4 两种信号波形的回波信号处理

4．1 引言

4．2 距离／多普勒处理

4．2．1 线性调频连续波去斜回波信号的距离／多普勒处理

4．2．2 线性调频脉冲回波信号的距离／多普勒处理

4．3 恒虚警和目标凝聚

4．3．1 恒虚警原理

4．3．2 目标凝聚

4．3．3 仿真结果

4．4 本章小结

5 数字波束形成及测角

5．1 引言

5．2 数字波束形成

5．2．1 线阵数字波束形成

5．2．2 7阵元线阵DBF测角仿真

5．2．3 圆阵数字波束形成

5．2．4 64阵元圆阵DBF测角仿真

5．3 比幅测角

5．4 本章小结

6 结束语

致谢

参考文献