第四章16通道中频信号的产生及FPGA实现。对线性调频信号的Verilog Hdl实现、MATLAB仿真以及输出波形作了分析与研究，并简要讨论了多通道的幅相特性。

2  数字阵列雷达及发射波束形成

2。1  数字阵列雷达                                           

数字阵列雷达（DAR），它是一种数字化的阵列天线检测设备，用数字方式来产生接收和发出的波束。当它发出信号时，所有天线阵元的幅度相位控制因子都是通过同步信号处理设备来生成的，对每一个发射和接收组成设备的信号发生设备分别实施管理，从而获得所需要的的射频信号；然后送到相匹配的天线阵列，完成以后通过每一个阵列因子的辐射信号在空间组合产生想要的发射方向图。收到信号时，每一个发射和接收组成设备收到天线各阵元的微波信号，先通过下变频过程后变成中频信号，再通过中频抽样处置后得到回波信号；大量数字化的发射和接收组成设备可以产生很多的回波参数，将这些参数送至信号处理设备，同步信号处理设备能实现自动化的波束形成和编程化的信号处理。

数字阵列雷达和通过模拟设备来完成波束形成的原有的相控阵雷达去比较，在很多方面都表现优越：易于实现超低收发副瓣；波束扫描速度快，信号处理方法易控制，能够同步地发出和收到多个波束，零点产生不容易被干扰，设备之间的幅度相位纠正不复杂，可以利用DDS来生成各种具有复杂编码波形的发射信号[12]。

当下，数字阵列雷达仍在测试的研究阶段，数字硬件设备和数字处理方法的进一步研究，使的数字阵列雷达将会在短时间内到达一个实用发展阶段。在将来雷达能够使用常用的硬件平台，能够通过不同的软件编程来达到单部雷达的功能多样化，能够使用网络软件来达到多部雷达组网以及对节点雷达的相关参数实现编程化的管理。适用度广、易于控制、功能优越、价格低廉的软件化雷达将是数字阵列雷达在将来的发展趋势。

2。2  发射数字波束原理

数字波束形成（DBF），就是数字化的空间滤波器，意思是在有用的方向上生成特定的信号，并压制无用方向上的信号，天线阵的方向图表达式可以看成是这个滤波器的系统函数。数字波束形成一开始是用在DAR的接收端设备，但因为收发信号在原理上类似，从而也可以用在DAR的发射端设备。本节一开始研究了均匀线阵阵列的接收信号处理模式，在这个模式的基础上，又研究了DBF的形成机理，还研究了发射多波束的生成方式和单波束叠加机理。

2。2。1  线阵阵列模型 

假设在远场有1个可以发射窄带信号的信号源，天线为阵元分布规则的线阵，所有阵元天线在不同方向上性质没有差异，天线单元分布如图2。1所示。其中，d表示阵元间的距离，表示空中波束的方向与天线阵元法线方向的夹角，把第一个阵元当作参考。

图2。1 阵列天线系统

阵元1接收的信号可以表示为[13]

                         （2。1）

其中，表示接收信号的复包络，表示接收信号的角频率。因为接收信号处于窄带范围，其随着时间改变缓慢，因此有

                          （2。2）

其中，为传播时延。则阵元的接收信号可以表示为

      （2。3）