数字阵列雷达仿真系统的模块化设计

发布时间：2020-11-03 13:07

　　 随着电子技术的不断发展,雷达体制日新月异。在采用大规模数字集成电路代替模拟器件电路的趋势下,出现了一种新型的数字化雷达。数字阵列雷达是一种以数字方式实现发射或接收波束的相控阵雷达,其多变、灵活的工作特点由数字波束形成器实现。数字波束形成器依托波束形成原理而设计,以数字方式完成对各通道输出信号的相位补偿与幅度加权,实现了对阵列波束高效、精准的导向控制,已广泛应用于当今数字阵列雷达等先进的武器设备中。因此,设计高性能的数字波束形成器已成为数字阵列雷达技术研究的焦点。本文从模块化设计的角度,利用C++完成了数字波束形成器仿真模型及其相关组件的开发;通过设计数字阵列雷达仿真案例,进一步完成了对数字波束形成器性能的评估。本文在介绍了阵列信号模型与阵列天线模型的基础上,研究了阵列构型对波束特征的影响。通过对比了均匀圆环阵、十字型网格阵和六边形网格阵三种特殊结构阵列的波束方向图,对波束宽度,旁瓣电平等波束特征及其影响因素进行了讨论,为后续数字波束形成器的仿真模型设计提供了理论支撑。本文对数字波束形成器仿真模型进行设计与开发。在介绍了发射、接收数字波束形成技术及其校正技术的基础上。完成了数字波束形成器仿真模型的设计方案,依次实现了波束控制器、阵列天线、接收通道、波束合成器等相关组件。所采用的波束形成方法涵盖了常规波束形成、LCMV波束形成、经典时域宽带波束形成。此外,本文设计时采用C++面向对象、结合模块化设计思想的建模技术,有利于提高程序设计时的逻辑性与层次性。作为数字阵列雷达的重要构成部分,数字波束形成器性能的好坏影响到其的整体性能。因此,本文从数字阵列雷达的技术特点与工作方式出发,提出了数字阵列雷达仿真系统的方案,对发射机、数字波束形成器、接收机、信号处理器、扫描控制器、平面位置显示器等进行建模、设计、开发与测试。此外,针对平面位置显示器,采用C++的继承机制,以MFC组件的形式进行开发,大大提高其复用性,节约二次开发周期。之后,通过构建战术应用场景与模拟仿真环境,完成对数字阵列雷达仿真案例的整机测试;与此同时,对比了不同数字波束形成器的应用效果。本文弥补了多数数字阵列雷达仿真时未对数字波束形成器建模的缺陷,提高了仿真模型的逼真度;并且,所设计并开发的仿真组件移植性较强,适用性较广,在雷达系统建模与仿真的应用方面具有一定的价值。
【学位单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN958
【部分图文】：

图 2.3 给出为阵元数为32，圆环半径为 4. 5m时的均匀圆环阵的阵列构型与工作波长为 0. 6m时的空域方向图。图2.3 均匀圆环阵阵列构型与方向图图 2.4 给出为阵元数为 ，圆环半径为 2. 25m时的均匀圆环阵的阵列构型与工作波长为 0. 6m时的空域方向图。图2.4 均匀圆环阵阵列构型与方向图

图 2.4 给出为阵元数为 ，圆环半径为 2. 25m时的均匀圆环阵的阵列构型与工作波长为 0. 6m时的空域方向图。图2.4 均匀圆环阵阵列构型与方向图

图 2.4 给出为阵元数为 ，圆环半径为 2. 25m时的均匀圆环阵的阵列构型与工作波长为 0. 6m时的空域方向图。图2.4 均匀圆环阵阵列构型与方向图
【参考文献】

相关期刊论文 前2条

1 王峰;李婧;刘俊;陈希信;龙伟军;;宽带数字阵雷达数字波束形成系统研究[J];雷达学报;2013年03期

2 高秋燕;;基于MATCOM的MATLAB与VC++之间的混合编程[J];电子测试;2012年11期

本文编号：2868613