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基于DSP的高速相控阵波束控制器设计

舰船电子对抗 2014年第5期37卷 118-120页

作者：吕大鑫冯彩霞徐晓瑶通信信息控制和安全技术重点试验室嘉兴314033 中国电子科技集团公司第36研究所嘉兴314033

介绍了基于数字信号处理器(DSP)的宽带延迟线相控阵波束控制器设计方案,提出了一种快速计算波控码的新方法。该方法引入了阵内相位差数据表格,规避了移相值计算涉及的三角函数、除法和浮点运算等复杂计算流程,适于在定点DSP运行。通过... 详细信息

介绍了基于数字信号处理器(DSP)的宽带延迟线相控阵波束控制器设计方案,提出了一种快速计算波控码的新方法。该方法引入了阵内相位差数据表格,规避了移相值计算涉及的三角函数、除法和浮点运算等复杂计算流程,适于在定点DSP运行。通过计算波束控制码和快速布相,改变了宽带延迟线的真延时,实现了宽带相控阵发射系统的大空间角度波束扫描。

关键词：波束控制器相控阵数字信号处理器延迟线

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基于DSP技术的相控阵天线波束控制器设计

硅谷 2011年第7期 52-53页

作者：邓宏宇武汉舰船通信研究所

相控阵天线是近年来雷达研究的热门课题。相控阵天线的具有波束指向、波束形状快速变化、易于形成多个波束以及可在空间实现信号功率合成的众多优点使其应用范围越来越广泛,比如通信和电子对抗。主要讨论在相控阵天线的通信应用中如何利... 详细信息

相控阵天线是近年来雷达研究的热门课题。相控阵天线的具有波束指向、波束形状快速变化、易于形成多个波束以及可在空间实现信号功率合成的众多优点使其应用范围越来越广泛,比如通信和电子对抗。主要讨论在相控阵天线的通信应用中如何利用DSP技术实现相控阵天线波束的快速扫描。

关键词：相控阵天线 DSP 波束控制器

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FPGA在相控阵波束控制器中的应用

电子工程师 2008年第1期34卷 1-3页

作者：李相平张刚李亚昆李世忠海军航空工程学院电子信息工程系山东省烟台市264001

相控阵雷达波束控制器是相控阵雷达的重要组成部分。介绍了分布式波束控制方法,在此基础上应用FPGA(现场可编程门阵列)芯片进行了相控阵16单元子阵波束控制器的设计仿真。基本思想是先脱机计算得到子阵中各个移相器的控制码数据,并将控... 详细信息

相控阵雷达波束控制器是相控阵雷达的重要组成部分。介绍了分布式波束控制方法,在此基础上应用FPGA(现场可编程门阵列)芯片进行了相控阵16单元子阵波束控制器的设计仿真。基本思想是先脱机计算得到子阵中各个移相器的控制码数据,并将控制码编写成查找表,利用FPGA嵌入式存储块实现查找表。在Quartus Ⅱ6.0平台下利用VHDL语言对控制电路编程仿真,并下载到芯片中,实现扫描和跟踪模式下对各个移相器的布相。利用FPGA芯片可以降低外围电路的复杂度,有效降低电路引脚数量,提高高频时的可靠性,易于设计修改和维护。仿真结果表明了设计的可行性。

关键词： FPGA 相控阵波束控制器

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车载卫星相控阵天线波束控制器的设计与实现

微波与卫星通信 1998年第2期7卷 50-52页

作者：顾永红冯采丹龚铮权总参谋部第六十三研究所

本文对车载卫星相控阵天线的波束指向角进行了推导，给出了最后结果和说明。另外还介绍一种由８０９８单片机组成的车载卫星相控阵天线波束控制器的设计原理、硬件制作和接口。

关键词：车载卫星相控阵天线波束控制器卫星通信

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微处理机化三座标雷达波束控制器新设计

船舶工程 1988年第2期 41-46+3页

作者：于业展南京船用雷达研究所

本文介绍了具有机内故障诊断模块的微处理机化波控器设计新方法,加电后进行诊断时能自动显示诊断结果。并详细叙述诸如操作原理、流程图、诊断模块划分等问题。

关键词：模块级微处理机子模块存储单元仪表组合单元逻辑部件 CPU 地址码波控器波束控制器检测程序波束指向

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低成本相控阵天线关键分机设计与实现

低成本相控阵天线关键分机设计与实现

作者：王莉哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

相控阵天线成本较高且制造复杂,在一定程度上限制了相控阵雷达的发展。针对低成本相控阵天线在军事和民用领域的应用需求,本文突破Radant透镜以及基于超材料的相控阵天线设计方面的一些技术难题,通过低成本相控阵天线原理设计、电磁仿... 详细信息

相控阵天线成本较高且制造复杂,在一定程度上限制了相控阵雷达的发展。针对低成本相控阵天线在军事和民用领域的应用需求,本文突破Radant透镜以及基于超材料的相控阵天线设计方面的一些技术难题,通过低成本相控阵天线原理设计、电磁仿真和实验测试等,实现相控阵雷达导引头天线成本降低、波束扫描宽度增加以及尺寸降低等技术指标,达到低成本相控阵雷达天线宽角电扫描和演示验证的能力。首先,在微带天线的基础上引入超材料技术,应用零折射材料、EBG(电磁场带隙)结构和扰波结构综合加载的小型化、高效率、低耦合的宽角扫描相控阵天线设计方案。运用零折射超材料原理,在贴片天线四周中心对称的加载蘑菇型零阶谐振结构,将圆形贴片激励的TM模和蘑菇型贴片激励的零阶谐振模进行叠加,减小天线尺寸的同时展宽了天线辐射方向图。为进一步扩展波束覆盖范围,引入扰波技术,在微带天线上方加载了分离圆环形的扰波装置结构。设计出的微带天线带宽达到160MHz,H面和E面的波束宽度分别达到了122°与105°,满足了宽波束的要求。引入扰波结构后,H面和E面的波束宽度分别达到127°与110°,波束宽度进一步展宽,阵列的增益达到25.21d B,阵列主副瓣比为13.4d B,相控阵可以实现良好的扫描特性。接着对天线进行加工测试,结果表明,H面和E面的波束宽度分别为106°与101°。与仿真结果相比,测试结果波束宽度变窄且测试图像不够平滑,仿真结果更为理想。接着,设计六位的Radant透镜降低相控阵天线成本。先设计基本移相单元,再将移相单元组成移相器块,随后将移相器块进行组合构成一位Radant透镜移相器,最后将六个一位Radant透镜移相器沿电场方向依次排列构成六位Radant透镜移相器。在天线俯仰向上,对Radant透镜进行波束扫描,使透镜产生多个相位梯度差。仿真完成后进行样件的加工测试,最终使用Radant透镜,将二维扫描相控阵天线的俯仰向和方位向分离,使二维扫描相控阵雷达的移相单元数量由M*N个减少到M+N个,也节省了移相单元硬件连接部分的成本,有利于生产成本的大幅度降低。然后,通过查表取数法进行波束控制器的设计,进行了查表取数法的研究并给出波控码的计算方法。用波控器对一位Radant透镜移相器进行控制,单片机控制一位Radant透镜中15路并联二极管电路的通断,实现了控制Radant透镜进行移相的功能。最后对相控阵整机结构进行设计,设计了一分六的Wilkinson功分器,在中心频率11.3GHz处,功分器端口插入损耗值基本保持一致,回波损耗都小于-24.52d B,各端口匹配良好。端口在中心频点11.3GHz处有较好的隔离度。随后通过旋转矢量法对相控阵进行了校准,结果表明,校准后的归一化方向图与仿真出来的方向图大体趋势一致。

关键词：低成本相控阵微带天线 Radant透镜波束控制器旋转矢量法

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二维宽带宽角扫描相控阵天线研究

二维宽带宽角扫描相控阵天线研究

作者：王茂泽西安电子科技大学

学位级别：硕士

论文以科研项目进行选题研究，主要研究工作为研制了二维宽带宽角扫描相控阵样机，其中包括天线阵列、功率合成馈电网络和波束控制器印制电路板。通过测试表明，系统样机这三个部分的性能均达到了预定的指标要求，为系统装配和调试奠定... 详细信息

论文以科研项目进行选题研究，主要研究工作为研制了二维宽带宽角扫描相控阵样机，其中包括天线阵列、功率合成馈电网络和波束控制器印制电路板。通过测试表明，系统样机这三个部分的性能均达到了预定的指标要求，为系统装配和调试奠定了基础。论文主要研究内容包括：一、二维宽带宽角扫描相控阵的天线阵列设计针对小型化X波段二维宽带宽角扫描相控阵天线的技术指标要求，阐述了相控阵天线的发展历史和研究现状，指出了相控阵天线实现二维扫描与宽带宽角扫描的设计难点，讨论了尺寸有限的安装平台下实现二维宽带宽角扫描相控阵天线的设计方法。采用Ansoft HFSS仿真软件对X波段二维扫描相控阵天线进行仿真分析与设计，仿真结果表明，天线阵列在相对带宽为40%的频带内，天线阵列波束在方位面和俯仰面内均能实现±45°的宽角扫描，且有源电压驻波比在扫描状态下小于2.1，旁瓣电平小于-8.6dB。二、二维宽带宽角扫描相控阵功分网络设计利用基片集成波导（SIW）原理设计一分十八同轴径向波导宽带功分器，在宽频带内实现了一分十八功率等分，在此基础上设计了一分二T型功分器，级联得到了1分36功分器，经仿真分析可知，所设计的1分36功分器避免了一分奇数级功分器带来的窄带和不等功分问题，实现了宽带低损耗、高幅相一致性的功率合成或分配。三、二维宽带宽角扫描相控阵波束控制器设计根据二维宽带宽角扫描相控阵天线的电扫描要求，采用FPGA作为波束主控芯片研制了波束控制器，对六位数字移相器的相位状态进行控制，通过测试可知，波控器印制电路板烧写程序后可正常运行，验证了波束控制器硬件设计的正确性。

关键词： X波段同轴径向波导功分器相控阵二维电扫描宽带宽角扫描波束控制器

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机载相控阵雷达小型化高速波控设计与实现

现代雷达 2003年第6期25卷 24-25,56页

作者：马莉南京电子技术研究所南京210013

介绍了一种机载有源相控阵雷达波束控制器的设计。在机载有源相控阵雷达波束控制系统的设计中 ,除了保证系统所要求的波束转换速度外 ,还需要对波控机进行小型化设计 ,因此 ,小型化、高速度、高可靠性与灵活性是该类雷达波控系统设计的... 详细信息

介绍了一种机载有源相控阵雷达波束控制器的设计。在机载有源相控阵雷达波束控制系统的设计中 ,除了保证系统所要求的波束转换速度外 ,还需要对波控机进行小型化设计 ,因此 ,小型化、高速度、高可靠性与灵活性是该类雷达波控系统设计的关键技术 ;相位计算时将坐标原点设在二维平面的中心 ,然后将二维平面均分为 4块 ,每一块定义为一个象限 ,用 4个硬件相同的模块来构成全硬件、可编程的波控机。波控机采用了大容量的Flash存储器 ,使天线系统初始的相位和幅度可以在线编程。完成了天线阵近场的联试及整个雷达系统的外场联试 ,同时在某机场观察到目标。

关键词：机载雷达相控阵雷达波束控制器小型化 Flash存储器

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以色列“费尔康”机载预警与指挥控制系统

现代兵器 2000年第10期 24-26页

作者：温杰

2000年6月底,在北京举办的第二届中国国际国防电子展览会上,来自各国的防务制造商展出了涉及航空电子、电子战、电子侦察、电子支援、通信和卫星遥感等多方面的产品和技术。在众多的国外参展厂商中,最引人注目的是以色列的展区,特别是... 详细信息

2000年6月底,在北京举办的第二届中国国际国防电子展览会上,来自各国的防务制造商展出了涉及航空电子、电子战、电子侦察、电子支援、通信和卫星遥感等多方面的产品和技术。在众多的国外参展厂商中,最引人注目的是以色列的展区,特别是在以色列飞机工业公司的展台上,不仅展示了形式各样的无人机系统的图片和资料,而且还介绍了以波音767为平台的“费尔康”机载预警与指挥控制系统,与之相关的照片和录像引起前来参观的人们的极大兴趣。

关键词：以色列飞机工业公司雷达系统预警雷达波音侦察系统超远程雷达费尔康有源相控阵雷达目标搜索搜索论普雷达机械扫描雷达相控阵天线波束控制器指挥控制系统天线波束