摘要目前较成熟的相控阵雷达技术用于宽带信号后，由于其机理不可避免地存在孔径渡越、频率色散[16]和偏移角受限[15]等问题，基于此提出实时延时线TTD（True Time Delay）技术代替相控阵部分。实现TTD的方法中，可变分数时延滤波器由于精度高、便于数字实现等特点备受关注。78803

Farrow结构实现的分数时延滤波器，存在结构简单和便于调节等优点。本文通过设计仿真几种算法，改善了该结构滤波器的带宽和群时延等特性。通过MALTLAB仿真确定参数的合理性，为工程应用做出初步探索。最后针对雷达数字波束形成的应用，给出FPGA实现Farrow结构的实例。

毕业论文关键词  时控阵雷达  分数时延  Farrow结构 最小二乘法

毕业设计说明书外文摘要

Title  Design and Simulation of Fractional Delay Filter Based on Farrow Structure                                             

Abstract At present, the relatively mature technology of phase array radar when coming into use of wide band signals, because of its mechanism inevitably has problems of aperture transit, frequency dispersion[16] and the offset angle limitation[15] and so on。 Thus, True Time Delay (TTD) technology is proposed to replace the phase array section。 Through the methods of TTD technology, a variable fractional delay filter gains much attention due to its high precision and convenient digital implementation。

Variable fractional delay filter based on Farrow structure is easy to achieve and adjust。 In this project, several algorithms are designed and simulated to improve the characteristics of bandwidth and group delay of the filter。 Reasonable parameters are simulated by MATLAB to make preliminary exploration for engineering applications。 Finally, aimed at the application of digital radar beam forming, FPGA implementation instance is given by Farrow structure variable fractional delay filter。 The results of the FPGA program are compared with the MATLAB simulation results to verify the correctness of the design。

Keywords  Time array radar  Fractional delay  Farrow structure  Least square method 

目   次

1  绪论 1

1。1  相控阵雷达简介 1

1。2  实时延时的实现途径3

1。3  本文章节安排 4

2  分数时延滤波器 5

2。1  相位延迟与群时延 5

2。2  理想的分数时延滤波器  6

3  Farrow结构滤波器设计 9

3。1  Farrow结构的基本原理9

3。2  Farrow结构滤波器设计方法 10

3。3  Farrow结构的原型滤波器滤波器性能分析 18

3。4  不同参数对Farrow结构性能的影响 27

3。5  误差分析 32 

4  Farrow滤波器硬件实现的考虑 36

4。1  分数时延在雷达数字波束形成中的应用 36

4。2  有效字长效应 37

4。3  改进的Farrow滤波器结构 39

4。4  设计实例 42

结论  46

致谢  47

参考文献48

1  绪论

雷达在当前信息化战役中施展着非常重要的作用，因为日益恶化的环境挑战，现代雷达必须具备自适应抑制干扰、高精度、多波束和目标识别等功能[1][2]。雷达的体制从单脉冲、向合成孔径和相控阵等复杂体制发展，雷达信号的带宽也从窄带逐步向宽带，甚至超宽带拓展。在这种情况下，研究适合于宽带和超宽带应用的相控阵技术显得尤为重要。本章在介绍相控阵基本原理的基础上，重点介绍了实时延时线的研究现状和需要解决的关键性技术，最后给出了论文章节安排。