基于软件化雷达的数字波束处理方法.pdf
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1、收稿日期:2 0 2 2 1 2 2 2基于软件化雷达的数字波束处理方法赵予玮(中国电子科技集团公司第二十研究所,陕西 西安 7 1 0 0 6 8)摘要:采用二维平面阵数字波束形成方法时,需利用共轭梯度(C G)算法的迭代求解权值。由于不同的雷达应用场景所需的导向矢量不尽相同,使用该处理算法代码量过大,可扩展性不强。针对该问题,提出了一种基于软件化雷达的数字波束处理方法。通过现场可编程门阵列(F P GA)软件修改导向矢量对不同雷达场景进行数字波束处理,对输入通道数据补相、极化、加权及布相,并选择相应功能模式输出波束数据,完成数字波束形成。关键词:数字波束;软件化雷达;导向矢量;加权布相中图
2、分类号:T N 9 5 7.5 1文献标识码:A文章编号:C N 3 2-1 4 1 3(2 0 2 3)0 4-0 0 8 0-0 4D O I:1 0.1 6 4 2 6/j.c n k i.j c d z d k.2 0 2 3.0 4.0 1 8D i g i t a l B e a m P r o c e s s i n g M e t h o d B a s e d o n S o f t w a r e D e f i n e d R a d a r Z HAO Y u w e i(T h e 2 0 t h R e s e a r c h I n s t i t u t e o
3、 f C E T C,X ia n 7 1 0 0 6 8,C h i n a)A b s t r a c t:Wh e n t h e t w o-d i m e n s i o n a l p l a n a r a r r a y d i g i t a l b e a m f o r m i n g m e t h o d i s u s e d,i t i s n e c e s s a-r y t o u s e t h e c o n j u g a t e g r a d i e n t(C G)a l g o r i t h m t o s o l v e t h e w e
4、 i g h t s i t e r a t i v e l y.D u e t o t h e d i f f e r-e n t g u i d e v e c t o r s r e q u i r e d f o r d i f f e r e n t r a d a r a p p l i c a t i o n s c e n a r i o s,t h e a m o u n t o f c o d e u s e d b y t h i s p r o c e s s i n g a l g o r i t h m i s t o o l a r g e a n d t h e
5、 e x t e n d i b i l i t y i s n o t s t r o n g.T o s o l v e t h i s p r o b l e m,a d i g i t a l b e a m p r o c e s s i n g m e t h o d b a s e d o n s o f t w a r e d e f i n e d r a d a r i s p r o p o s e d.T h r o u g h t h e f i e l d p r o g r a m-m a b l e g a t e a r r a y(F P GA)s o f
6、t w a r e,t h e g u i d e v e c t o r i s m o d i f i e d t o p e r f o r m d i g i t a l b e a m p r o c e s s i n g f o r d i f f e r e n t r a d a r s c e n e s,a n d t h e p h a s e s u p p l e m e n t,p o l a r i z a t i o n,w e i g h t i n g&p h a s e d i s t r i b u t i o n o f i n p u t c h
7、a n n e l d a t a a r e p e r f o r m e d,a n d t h e c o r r e s p o n d i n g f u n c t i o n a l m o d e i s s e l e c t e d t o o u t p u t t h e b e a m d a t a,t h e r e b y d i g i t a l b e a m f o r m i n g w i l l b e c o m p l e t e d.K e y w o r d s:d i g i t a l b e a m;s o f t w a r e
8、d e f i n e d r a d a r;s t e e r i n g v e c t o r;w e i g h t e d p h a s e d i s t r i b u t i o n 0 引 言软件化雷达在雷达场景的应用愈发广泛,其研究的发展趋势日益迅猛1-3。2 0 2 2年全球机场场面监视雷达行业向数字化、软件化和智能化方向发展。软件化雷达具有开放式的架构4,以软件化开发模式灵活实现系统扩展、更新及升级5。软件化雷达的研究逐渐成为一个热点问题6。软件化雷达的应用可以快速响应新的军事需求,提高维护保障能力并缩短研制周期7。在传统的数字波束形成方法中8,常常采用二维平面阵数
9、字波束形成方法9,针对大规模阵列情况下,利用共轭梯度算法(C G)的迭代求解权值,并进行了基于现场可编程门阵列(F P GA)的硬件实现,以提高运算实时性1 0。此方法利用共轭梯度算法的迭代求解权值,由于不同的雷达应用场景1 1所需的导向矢量不尽相同,使用该处理算法代码量过大,可扩展性不强。为了提高灵活性和便利性,需要发明一种新的软件实现方法来解决上述问题1 2。本文提出了一种通过F P GA软件对输入通道数据补相、极化、加权及布相,并选择相应功能模式输出波束数据,完成数字波束形成,用于解决现有数字波束形成算法通用性、可扩展性不强的问题。2 0 2 3年8月舰 船 电 子 对 抗A u g.2
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