基于m9703的自适应波束形成技术研究

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1、硕士学位论文基于M9703的自适应波束形成技术研究RESEARCHOFTHEADAPTIVEBEAMFORMINGTECHNOLOGYBASEDONM9703刘玉雪哈尔滨工业大学2015年7月国内图书分类号：TN958.93学校代码：10213国际图书分类号：621.396密级：公开工程硕士学位论文基于M9703的自适应波束形成技术研究硕士研究生：刘玉雪导师：李高鹏副教授申请学位：工程硕士学科：电子与通信工程所在单位：电子与信息工程学院答辩日期：2015年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TN958.93U.D.C:621.396Dissertat

2、ionfortheMaster’sDegreeinEngineeringRESEARCHOFTHEADAPTIVEBEAMFORMINGTECHNOLOGYBASEDONM9703Candidate：LiuYuxueSupervisor：AssociateProf.LiGaopengAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectronicsandCommunicationEngineeringAffiliation：SchoolofElectronicsandInformationEngineeringD

3、ateofDefence：July,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要本文主要研究自适应波束形成技术的实现与验证，并利用SystemVue软件和高速数据采集与分析系统搭建了半实物仿真系统，对于雷达系统设计的过程中存在的设计周期长和验证复杂等问题提供了新的解决思路。首先本文研究了自适应波束形成算法及其工程实现需要考虑的因素，比较了最小均方(LMS,LeastMeanSquares)算法和基于QR分解递归最小二乘(RLS,RecursiveLeastSquare

4、s)算法的区别，分析了两种算法的结构和实现复杂性，认为LMS算法虽然容易受到收敛因子的影响，但是其结构简单具有容易在FPGA等硬件上进行设计的优点。QR_RLS算法收敛速度快于LMS算法，其并行的处理结构具有很高的数据吞吐量，QR_RLS算法更适合设计数字阵列雷达的波束形成模块。其次本文基于SystemVue系统仿真软件搭建了自适应波速形成系统，验证了算法的真确性，同时利用MATLAB接口自定义了基于LMS算法的波束形成模块，对比了两种情况下的结果，为雷达系统自顶向下的系统构架验证提供思路：第一，可以基于系统仿真软件对雷达某些系统级进行自顶向下的设计，自下向上的验证，可以大大缩

5、短研制周期；第二，可以将算法进行二次封装，应用到系统中，增强了系统可扩展性。再次本文研究了M9703通道失衡的原因以及补偿方法。在SystemVue软件中设计了通道校正系统并且验证成功。整个设计过程验证了：SystemVue软件可以设计任意复杂的雷达信号。并可以通过软件中的M8190（任意信号发生器）仪器接口产生真实的雷达数据。产生的数据可以通过M9703采集并存储起来。整个半实物的仿真系统可以加快雷达模拟系统的设计和验证过程，并且可以产生真实的雷达数据，减轻雷达工作人员由于去外场采集数据的压力。最后本文利用M9703中的两片FPGA，实现了一个四通道的ADBF算法。利用自主开

6、发的信号源模块产生了真实的信号，搭建了半实物仿真系统。硬件处理后的结果通过PCIe背板传回软件当中得到波束方向图。对比了波束形成前后的信号，结果与MATLAB仿真基本一致。本设计创造性的将雷达中频接收机和雷达信号处理机统一的用M9703A来实现，充分利用了该仪器的功能，同时也为雷达系统的设计和仿真提供了新的研究方向。关键词：雷达模拟系统；SystemVue；自适应波束形成；M9703A；FPGA-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractThispapermainlystudytherealizationandverificationofadaptivebeamform

7、ingtechnology,andbuildupthehardwareofthesystembyusingSystemVuesoftwareandhighspeeddataacquisitionandanalysissystem,whichprovideanewsolutionforsolvingtheproblemsuchaslongdesigncycleandverificationcomplexityexistinginradarsystemdesign.Firstly,thediff