寬帶數(shù)字波束形成硬件平臺設計與實現(xiàn).pdf

1、一般的窄帶自適應波束形成技術由于能夠?qū)崿F(xiàn)靈活的波束控制,從而獲得高的波束指向或強的干擾抑制能力,已被廣泛應用于雷達、通信、導航、語音信號處理、地震檢測等領域。但當所處理的信號具有一定的帶寬,特別是寬帶信號時,陣列的方向圖會隨著頻率而變化,從而嚴重影響到陣列的性能。適合寬帶的波束形成方法運算量很大,對硬件系統(tǒng)的處理能力要求苛刻。所以,如何針對通信系統(tǒng),研究低復雜度的寬帶自適應波束形成技術,實現(xiàn)對寬帶信號的波束控制及對寬帶干擾的抑制是一個值

2、得研究的問題。本文完成了寬帶波束形成硬件平臺的設計與調(diào)試。并在硬件平臺上實現(xiàn)了一種寬帶的自適應波束形成算法。
　　首先,本文在基于線陣模型上介紹了幾種基本的窄帶自適應波束形成算法,以及兩種寬帶的自適應波束形成算法,分析了均勻線陣和有向均勻圓陣的頻率特性。
　　然后對寬帶波束形成系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)方案進行了設計與論證。在硬件系統(tǒng)設計時,選擇了現(xiàn)在流行的DSP+FPGA的信號處理架構,兼顧了數(shù)據(jù)處理的靈活性和并行性。本系統(tǒng)選用的是T

3、I公司的TMS320C6455T和Xilinx的XC6VLX240T完成了系統(tǒng)硬件的制作,并對DSP和FPGA的基本功能進行了測試。
　　最后,從陣型的角度考慮,詳細研究了基于有向均勻圓陣的一種寬帶數(shù)字波束形成算法。由于有向圓陣的方向圖對頻率不敏感的特性,寬帶信號只需要一組權值就可以實現(xiàn)寬帶波束形成。隨后給出了基于陣列綜合方法的最優(yōu)加權值的求解步驟,并利用計算陣列輸出平均總功率的方法對干擾方向進行估計。在此基礎上歸納了該算法的實現(xiàn)