大口徑寬帶數字相控陣天線波束合成技術研究.pdf

1、寬帶雷達和寬帶通信技術的發(fā)展，推動了寬帶數字陣列的發(fā)展。寬帶數字陣列天線發(fā)射或接收的是寬帶信號，如果對寬帶信號采用傳統(tǒng)的窄帶波束形成技術，則會因為空間色散問題引起波束指向偏移、掃描不準和有效分辨率降低；還會因為時間色散問題而使得傳統(tǒng)的相位加權無法實現寬帶信號的延時校正。
　　為了克服這個問題，實現寬帶寬角掃描，目前采用真實時間延遲線取代傳統(tǒng)相控陣中的各天線單元的移相器，但是模擬的實時延時器通常只能進行固定數值的延時，為了實現任意數

2、值的準確的延時，我們要依靠數字延時濾波器，本課題主要針對大口徑寬帶相控陣天線波束合成技術的研究，解決寬帶相控陣天線實現的技術問題，主要的思想就是子陣加數字延時濾波器的結構，對于每個子陣采用傳統(tǒng)的窄帶的方法，每個子陣之間采用數字延時濾波器，研究內容主要包括以下幾部分：
　?、俜治隽苏瓗嗫仃嚭蛯拵嗫仃囂炀€的基本結構。介紹了窄帶相控陣天線的基本模型和數學原理，以及時間色散和空色散給寬帶信號帶來的影響。由于寬帶數字陣列天線發(fā)射或接收的

3、是寬帶信號，發(fā)送和接收時信號的幅度和相位變化不能被忽略，因此其數學模型與窄帶信號的數學模型有所不同，我們可以根據窄帶信號的數學模型建立子陣結構的寬帶信號的陣列處理數學模型。
　?、谘芯苛俗雨噭澐值姆椒?。對于寬帶系統(tǒng)來說，采用子陣模式的目的是為了克服大孔徑陣列的時間色散和孔徑色散。在寬帶系統(tǒng)下，陣列孔徑較大，陣元數量很多，如果對每個陣元通道都采用延時器，則延時器的數量非常大，在數字實現的情況下，系統(tǒng)非常復雜，所以我們要把寬帶系統(tǒng)劃分

4、成子陣的模式，進一步研究怎樣劃分才能滿足信號帶寬的要求，即確定子陣的規(guī)模。
　?、垩芯苛藬底盅訒r濾波器的設計方法。它可以對輸入的信號進行任意的延時，用于子陣之間的延時處理，延時濾波器的設計包括了以下幾種方法：時域方法、頻域方法、Farrow結構的濾波器。設計這幾種濾波器的關鍵就是濾波器系數設定，其決定了延時的多少。將以上幾種濾波器的系數表達式計算出來，然后根據系數表達式，對發(fā)射陣列和接收陣列下分別采用上述幾種延時濾波器的設計方法進