一种基于制造技术

本发明专利技术提出了一种基于

【技术实现步骤摘要】
一种基于FPGA的相控阵雷达多波束形成方法


[0001]本专利技术涉及相控阵雷达
，尤其涉及一种基于
FPGA
的相控阵雷达多波束形成方法
。

技术介绍

[0002]相控阵雷达是一种以改变发射单元的初始相位实现波束指向的电子扫描阵列雷达
。
与传统雷达相比，其在扫描时不在依赖机械的转动，实现了波束的快速扫描
。
数字相控阵雷达是一种利用数字化的手段，实现波形发射以及波形接收的雷达技术
。
与传统雷达相比，其可以利用对单元进行加权处理，实现对波束指向的控制以及对副瓣电平的抑制
。
[0003]目前，相控阵雷达多波束形成方式主要有两种，一种是分时多波束；另一种是分孔径多波束
。
第一种多波束形成方式，耗费时间资源多，雷达精度较低；第二种多波束形成方式，在损失雷达的作用距离的情况下，同时降低了雷达的角精度
。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是，如何使得相控阵雷达的单波位覆盖空域范围更广，从而减短耗时；有鉴于此，本专利技术提供一种基于
FPGA
的相控阵雷达多波束形成方法
。
[0005]本专利技术采用的技术方案是，一种基于
FPGA
的相控阵雷达多波束形成方法，包括：
[0006]步骤
S1
，获取由控制中心发来的
w
组发射单元初始相位码
、w
组接收单元初始相位码
、w
组接收单元低副瓣权值以及
n
组波束赋形码，并存储至指定地址中；
[0007]步骤
S2
，响应于接收的指令，确定发射波束指向编码信息，并利用对应的所述发射单元初始相位码以及所述波束赋形码，确定最终阵列天线单元的发射控制编码；
[0008]步骤
S3
，利用
FPGA
中数字信号合成器产生中频信号，通过变频处理形成射频信号；
[0009]步骤
S4
，在阵列天线单元，根据所述发射控制编码，改变所述射频信号的初始相位，使所述阵列天线单元发射出的射频信号在空间形成具有一定指向的发射波束；
[0010]步骤
S5
，响应于接收到的指令，确定接收波束指向编码信息，利用所述接收波束指向编码信息以及对应的所述接收单元初始相位码，确定最终阵列天线单元的接收控制编码，对应的所述接收单元低副瓣权值被确定为最终阵列天线单元的接收低副瓣权值；
[0011]步骤
S6
，阵列天线单元在接收信号时，利用所述接收控制编码以及所述接收低副瓣权值，产生接收射频信号；
[0012]步骤
S7
，将所述接收射频信号经过变频处理，产生中频信号，并利用
AD
采样处理，将所述中频信号转换成数字信号；
[0013]步骤
S8
，响应于接收到的指令中的不同指向信息，产生多组馈相梯度，即接收和波束的权值；
[0014]步骤
S9
，在所述数字信号中赋予不同组所述接收和波束的权值，以形成多组接收和波束
。
[0015]在一个实施方式中，所述发射波束指向编码信息是利用中心指向角信息
、
阵列单
元方位间的距离
、
阵列单元俯仰间的距离确定的，其中中心指向角信息包括：方位角
、
俯仰角
。
[0016]在一个实施方式中，所述指向信息包括：方位角
、
俯仰角
。
[0017]相较于现有技术，本专利技术至少具备以下优点：
[0018]本专利技术提供的基于
FPGA
的相控阵雷达多波束形成方法，根据波位依次扫描方式，同空域下，本专利技术利用其宽波束的能力，单波位覆盖空域范围更广，耗时更少
。
附图说明
[0019]图1为根据本专利技术实施例的基于
FPGA
的相控阵雷达多波束形成方法流程图；
[0020]图2为根据本专利技术实施例的天线布局示意图；
[0021]图3为根据本专利技术实施例的阵列天线发射方向图，其中图
3a
为宽波束阵列天线发射方向图，图
3b
为窄波束阵列天线发射方向图；
[0022]图4为根据本专利技术实施例的控制编码计算流程图，其中，图
4a
为发射控制编码计算流程图，图
4b
为接收控制编码计算流程图；
[0023]图5为根据本专利技术实施例的接收多波束计算流程图
。
具体实施方式
[0024]为更进一步阐述本专利技术为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本专利技术进行详细说明如后
。
[0025]在附图中，为了便于说明，已稍微夸大了物体的厚度
、
尺寸和形状
。
附图仅为示例而并非严格按比例绘制
。
[0026]还应理解的是，用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和
/
或“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征
、
整体
、
步骤
、
操作
、
元件和
/
或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其它特征
、
整体
、
步骤
、
操作
、
元件
、
部件和
/
或它们的组合
。
此外，当诸如“...
中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，修饰整个所列特征，而不是修饰列表中的单独元件
。
此外，当描述本申请的实施方式时，使用“可以”表示“本申请的一个或多个实施方式”。
并且，用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明
。
[0027]如在本文中使用的，用语“基本上”、“大约”以及类似的用语用作表近似的用语，而不用作表程度的用语，并且旨在说明将由本领域普通技术人员认识到的
、
测量值或计算值中的固有偏差
。
[0028]除非另外限定，否则本文中使用的所有用语
(
包括技术用语和科学用语
)
均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义
。
还应理解的是，用语
(
例如在常用词典中定义的用语
)
应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且将不被以理想化或过度正式意义解释，除非本文中明确如此限定
。
[0029]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合
。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于
FPGA
的相控阵雷达多波束形成方法，其特征在于，包括：步骤
S1
，获取由控制中心发来的
w
组发射单元初始相位码
、w
组接收单元初始相位码
、w
组接收单元低副瓣权值以及
n
组波束赋形码，并存储至指定地址中；步骤
S2
，响应于接收的指令，确定发射波束指向编码信息，并利用对应的所述发射单元初始相位码以及所述波束赋形码，确定最终阵列天线单元的发射控制编码；步骤
S3
，利用
FPGA
中数字信号合成器产生中频信号，通过变频处理形成射频信号；步骤
S4
，在阵列天线单元，根据所述发射控制编码，改变所述射频信号的初始相位，使所述阵列天线单元发射出的射频信号在空间形成具有一定指向的发射波束；步骤
S5
，响应于接收到的指令，确定接收波束指向编码信息，利用所述接收波束指向编码信息以及对应的所述接收单元初始相位码，确定最终阵列天线单元的接收控制编码，对应的所述接收单元低副瓣权值被确定为最终阵列天线单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海成，李超，石磊，张伟，李传航，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十研究所，
类型：发明
国别省市：