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基于 DBF 的多波束形成和多干扰自适应对消技术能够提高雷达的灵活性和抗干扰能力,成为现代雷达的研究热点之一。对于大型阵列天线,减少白适应算法的运算量以及提高硬件的实时运算能力,是数字波束形成技术在工程中能够成功应用的关键。
本文研制了基于高速 FPGA 加通用 DSP 结构的实时多波束形成与多干扰对消模块,并对模块的性能以及采用的关键技术进行了测试,主要研究工作如下:
(1) 研究了 DBF 与副瓣相消 (DBF+SLC) 算法,对算法性能进行了分析。
(2) 根据算法的结构特点,硬件模块采用 FPGA 进行多波束形成和干扰对消,而采用 DSP 进行自适应权值计算,使模块的功能与硬件紧密结合,模块易扩展,且算法结构易更改。
(3)给出了同时 16 波束形成和 8 干扰对消算法在 FPGA 中实现,解决了 64 通道数据传输的同步问题,并验证了片内复乘运算模块的硬件工程实现的可靠性。
(4) 研究了 LVDS 技术在高速数据传输中的应用,给出了 64 通道数据传输的解决方案,并对如何保证 LVDS 数据传输的可靠性进行了研究,单对 LVDS 的传输速率达到 800Mbps,模块输入数据速率达到12.8Gbps (16路),输出数据速率3.2Gbps (4路)。
(5) 研究了高速 PCB 设计技术,对高速 PCB 板中的电磁干扰(EMI)、电磁兼容性 (EMC)以及信号完整性问题进行了分析,完成了本模块的高速 PCB 板的设计。
经过测试,设计出的模块性能达到了系统设计的指标要求。