【摘 要】
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伴随着宽带阵列雷达应用的逐渐广泛,在进行宽带阵列信号处理时,必须考虑各个阵列通道间存在的幅频和相频特性的不一致,即通道失配。通道失配的存在会对阵列雷达后续的信号处理算法产生严重影响,降低阵列雷达的测角测距精度、分辨力以及抗干扰能力,进而使宽带阵列雷达的整体性能受到影响。因此,对宽带阵列雷达中的通道失配进行校正就显的格外重要。本文的研究内容如下:首先在分析阵列模型的基础上,探讨了几种通道失配模型的建
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伴随着宽带阵列雷达应用的逐渐广泛,在进行宽带阵列信号处理时,必须考虑各个阵列通道间存在的幅频和相频特性的不一致,即通道失配。通道失配的存在会对阵列雷达后续的信号处理算法产生严重影响,降低阵列雷达的测角测距精度、分辨力以及抗干扰能力,进而使宽带阵列雷达的整体性能受到影响。因此,对宽带阵列雷达中的通道失配进行校正就显的格外重要。本文的研究内容如下:首先在分析阵列模型的基础上,探讨了几种通道失配模型的建模过程,通过仿真验证,对几种失配模型的优缺点进行了总结,选取正弦扰动模型和FIR滤波器系数扰动模型作为本文使用的失配模型,并基于FIR滤波器系数扰动模型仿真分析了存在通道失配时波束形成算法性能和阵列脉冲压缩结果的变化,仿真结果表明通道失配会对阵列性能产生严重影响。然后基于正弦扰动模型研究了宽带时域和频域算法。本文对时、频域均衡算法进行了全面的仿真分析与对比,并分析了评价均衡性能的几种指标。针对频域均衡算法均衡带宽大于有效带宽会造成均衡精度下降、运算量变大等问题,本文从控制均衡有效带宽的角度出发,对传统频域均衡算法进行修正,修正的核心思想是通过控制傅里叶变换后的频点个数选择有效均衡带宽,仿真结果表明:修正后算法的剩余幅度失配和剩余相位失配更加接近于0d B,频率因子矩阵的行数从原来的M变为M’,均衡精度明显变好,算法的运算量也变的更小。最后在某宽带阵列雷达的硬件平台上,设计实现了基于FPGA+DSP组合架构的宽带频域均衡。本文设计的频域均衡系统中:FPGA主要完成输入数据的FFT变换和通道数据的FIR滤波输出,针对项目中通道数较多,受限于FPGA资源,通道数据在FPGA端不能并行处理的实际问题,本文设计了一种部分并行的FPGA数据处理方案,使得系统能够兼顾时间和资源之间的矛盾;DSP主要完成向量除法、矩阵求逆以及均衡系数计算等功能。此外,本文详细论述了DSP与FPGA之间基于SRIO实时数据通信的设计与实现过程。在文章最后对系统的整体功能和各个模块进行了验证,并对工程实现结果和MATLAB仿真结果进行了对比,证明了本文所设计方案的可靠性与实用性。
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