有源相控阵雷达子阵波束控制系统研究

发布时间：2017-06-05 15:04

  本文关键词：有源相控阵雷达子阵波束控制系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：相控阵雷达又称电子扫描雷达,可以通过改变阵面天线的激励电流来实现天线波束的扫描。与机械式雷达相比,相控阵雷达波束扫描灵活、快速并且可以同时扫描多个区域,而波束控制系统是相控阵雷达实现这些功能的关键。随着相控阵雷达技术的发展,波束控制系统需要满足响应速度快、体型小等条件,因此,基于大规模集成电路的波束控制系统成为主流的发展方向。本文主要研究有源相控阵雷达子阵的波束控制系统。首先,研究相控阵雷达波束控制原理。介绍波控系统的组成、类型和需求,研究相控阵天线实现波束控制的原理,进而推出了相控阵天线波控数码的计算方法,并通过仿真验证算法的正确性;为了降低天线的波束跃度,采用虚位技术,并分析虚位技术对天线波束的影响;分析造成天线波束指向误差的几个因素,并提出修正误差的方法。然后,研究基于现场可编程门阵列(FPGA)的波束控制系统的实现。提出波束控制系统的设计方案,简单介绍了实现波束控制系统的硬件平台;为了保证T/R(发射/接收)模块的正常工作,设计了T/R模块的控制时序,并对控制时序部分的各个模块进行功能仿真,验证有效性;在FPGA中实现波控数码的计算,并在波控数码的计算过程中加入虚位技术、误差补偿数据。仿真结果表明,设计的波束控制系统可以根据命令数据实现对T/R模块的控制。最后,研究波束控制系统的测试。设计波束控制的上位机,用于波控数据的发送、工作状态监视;确定了波束控制系统的测试方案,包括测试电路的搭建,T/R模块状态的测试等等;分析波束控制系统的测试结果,验证波束控制系统的有效性。
【关键词】：相控阵雷达 波束控制 波束形成 FPGA
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN958.92
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 课题背景9-10
• 1.2 国内外研究和发展现状10-12
• 1.3 论文主要研究内容12-14
• 第2章 相控阵雷达天线的波束控制14-32
• 2.1 波束控制系统的组成14-15
• 2.2 波束控制系统类型15
• 2.3 波束控制系统的需求分析15-17
• 2.4 相控阵天线原理17-21
• 2.4.1 线性相控阵天线17-19
• 2.4.2 平面相控阵天线原理19-21
• 2.5 波束控制系统波控数码的计算21-29
• 2.5.1 平面相控阵天线波控数码21-23
• 2.5.2 天线的波束跃度23-24
• 2.5.3 虚位技术24-29
• 2.6 误差分析29-31
• 2.6.1 相位量化误差29-30
• 2.6.2 天馈线相位误差30-31
• 2.7 本章小结31-32
• 第3章 基于FPGA的波束控制系统的实现32-50
• 3.1 波束控制系统设计方案32-33
• 3.2 波束控制系统硬件平台33-34
• 3.3 T/R模块控制时序的产生34-40
• 3.3.1 控制时序需求分析34-36
• 3.3.2 控制时序的设计36-40
• 3.4 FPGA实现波控数码的计算40-49
• 3.4.1 波控数码计算的实现方法40-41
• 3.4.2 波控数码计算的实现41-46
• 3.4.3 虚位技术的应用46-47
• 3.4.4 误差补偿数据加载47-49
• 3.5 本章小结49-50
• 第4章 波束控制系统的测试50-57
• 4.1 波束控制测试系统上位机设计50
• 4.2 波束控制系统测试方案50-51
• 4.3 波束控制系统测试结果51-56
• 4.4 本章小结56-57
• 结论57-58
• 参考文献58-62
• 攻读学位期间发表的学术论文62-64
• 致谢64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 沈文亮;杨忠;陈建峰;李艳斌;;一种新型相控阵天线校准技术[J];电子学报;2011年12期

2 谢旭;柳超;董颖辉;涂来;;阵元不规则N层环形阵波束控制算法[J];华中科技大学学报(自然科学版);2012年09期

3 胡航;宗成阁;刘伟会;吴群;;相控阵的子阵级数字波束扫描方法研究[J];系统工程与电子技术;2009年04期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 王查散;基于DSP的波控运算模块设计[D];南京理工大学;2007年

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本文编号：423974