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摘要采用数字波束形成（DBF）技术的雷达系统具有波束控制灵活、同时形成多波束和自适应干扰抑制等突出优点，但是由于通道数量众多，成本高，通道校准复杂。本论文从低成本角度出发，对近年来提出的扩频数字波束形成（SSDBF）系统进行建模和仿真。主要工作包括：对SSDBF技术的的原理、关键技术和实现过程进行详细分析；建立了多目标回波信号模型；完成了SSDBF系统整个处理流程的仿真和验证；最后，对该系统的性能进行分析测试，验证了该系统的可行性。10038
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关键词 数字波束形成 扩频 完全正交码 m-序列 Title The research of low cost spread spectrum digital
beamforming technique
Abstract
The digital beamforming (DBF) radar system has outstanding advantages,
such as the flexible beampattern control, simultaneously
muti-beamforming, adaptive interference suppression and so on. There are
also some drawbacks coming from the large numbers of channels of
conventional DBF, such as high cost and the complex channel calibration.
In this paper, the spread spectrum digital beamforming (SSDBF) system
proposed recently is modeled and simulated. The main work is summarized
as follows: Firstly the principle of SSDBF technology, key technology and
the implementation are analyzed; Secondly, a target echo signal model is
established; Thirdly, the whole process of SSDBF system simulation and
verification is accomplished; At last, the performance of the system is
analyzed and tested, which verifies the feasibility of this system.
Key word Digital Beamforming ,spread spectrum , TSOC，m-sequence 目 录
1 绪论 .. 1
1.1 课题的背景和意义 1
1.2 论文研究内容与结构安排 2
2 低成本扩频DBF 基本原理和系统结构 . 2
2.1 DBF的基本原理 2
2.2 SSDBF的基本结构和特点 . 5
2.3 SSDBF的原理 .. 8
3 SSDBF 的建模与仿真 . 14
3.1 仿真概述 . 14
3.2 发射波形设计与基本指标分析 . 14
3.3 仿真过程及结果 . 16
结论 22
致谢 23
参考文献 .. 24
1 绪论
1.1 课题的背景和意义
数字波束形成(DBF)是随着数字信号处理方法的发展而建立起来的一门新技术，
这种技术不仅能充分保留阵列天线上收集的信息，而且能利用复杂的数字信号信号处
理方法对信息进行处理，因此它具有一般雷达不具有的超低分辨率和低副瓣的性能，
能进行波束扫描，自适应波束控制等。由于采用了先进的数字信号处理方法和自适应
技术，DBF雷达不仅性能优越，而且非常灵活，被认为是下一代雷达系统中广泛使用
的一项新技术。相对于一般模拟波束形成技术，数字波束形成技术具有非常多的优点，
比如超低分辨率，超低副瓣，抗干扰能力强，同时多波束等等。
但传统的数字波束形成（CDBF，Conventional DBF）也有缺点：由于每个单元
通道要使用一组处理组件：数字收发机、A/D转换器、下变频器、每个单元的存储和
数字接口，因此，不可避免的就是高成本、高功耗的问题。随着信号波长的减小，阵
元与阵元之间的距离也会减小，因此，每个阵元背后电子器件摆放的空间就极其有限。
同时，有限的空间也限制了散热性能。另外，要实现宽带DBF系统，CDBF的主要限
制在于需要众多高采样率ADC和随之需要的复杂的用于采集和分配来自/送往阵元的