基于Farrow结构的恒定束宽时域波束形成器研究与实现-论文.pdf

《基于Farrow结构的恒定束宽时域波束形成器研究与实现-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第35卷第6期通信学报Vbl_35No．62014年6月Journa1OllCommunicationsJune2014doi：10．3969／j．issn．1000—436x．2014．06．012基于Farrow结构的恒定束宽时域波束形成器研究与实现周天，-，张秉致，杜伟东，一，彭东东f1．哈尔滨工程大学水声技术重点实验室，黑龙江哈尔滨150001；2．哈尔滨工程大学水声工程学院，黑龙江哈尔滨150001；3．南京船舶雷达研究所，江苏南京210003)摘要：提出了一种基于Farrow结构的恒定束宽时域波束形成器，主要包括实现整

2、数倍采样间隔延迟的数字延时单元、基于Farrow结构的高精度分数延时单元以及保证恒定束宽的幅度加权单元；理论分析了该波束形成器的原理，特点和优势；利用计算机仿真验证了该波束形成器的有效性和优越性；在C6748DSP平台上的移植实现展示了该恒定束宽波束形成器的实现效率及实用性。关键词：恒定束宽；波束形成器；Farrow结构；DSP；实现中图分类号：TN911．7文献标识码：A文章编号：1000．436X(2014)06。0092．08Rearchandimplementationofconstantbeamwidthtime．．de

3、mainbeamformerbasedonFarrowstructureZHOUTian一，ZHANGBing．zhi3DUWlei．dong一，PENGDong—dongl，(1．AcousticScienceandTechnologyLaboratory,HarbinEngineeringUniversity,Harbin150001，China；2．CollegeofUnderwaterAcousticEngineering，HarbinEngineeringUniversity,Harbin150001，China；3．N

4、anjhagMarineRadarInstitute，Nanjing210003，China)Abstract：Anewconstantbeamwidthtime-domainbeamformerbasedonFarrowstructurefilterWaSproposed，whichconsistsofadigitaldelayunittoachievetimedelayofintegraltimessamplinginterval，ahigh-precisionfractionaldelayfilterunitimplemen

5、tedbyFarrowstructure，andanamplitudeweighingunittoensureconstantbeamwidth．First，princi—pies，featuresandadvantagesoftheproposedbeamformerwasanalyzedtheoretically．Thenitsvalidityandsuperioritywasprovedviacomputersimulation．Finally,itsgoodeficiencyandpracticabilityinrealt

6、imeimplementationWaStested,onC6748DSPIKeywords：constantbeamwidth；beamformer；Farrowstructure；DSP；implementation构，其优点是可以实时输出连续的时域波形，但对1引言信号处理平台的实时运算能力要求较高，。需要高性恒定束宽波束形成器是宽带信号处理的研究能DSP等处理器平台。热点，广泛应用于各种军事和民用领域LlJ，其保现有的恒定束宽波束形成器的设计方法比较证了基阵，既可以形成一定的空间指向性，又可以丰富，如频域实现的空间采样法【8

7、J、窗函数法【9]、实现对宽带信号无失真的接收。从实现途径上来Chebyshev加权迭代法、Bessel函数法【llJ、二阶讲，恒定束宽波束形成器分为频域和时域2种，频锥规划法【Jr2J等，时域实现的基于频域加权设计滤波域实现的原理是分频带加权块处理，其优点是算法器的方法【】引、基于波束响应设计滤波器的方法[14】高效，但不便于实现信号波形连续的实时输出；时等，但是由于这些设计方法一般都需要借助计算机域实现的原理是基于特定频率响应的FIR滤波结软件经过复杂运算对恒定束宽波束形成器系数进收稿日期：2013．04．15；修回日期：20

8、14．01．15基金项目：国家自然科学基金资助项目(41376103，41327004)；中国高等学校博士点基金资助项目(20112304130003)FoundationItems：TheN~ionalNaturalScienceFoundati