数字波束形成-DBF
数字波束形成-DBF之欧阳文创编
欧阳文创编摘要随着高速、超高速信号采集、传输及处理技术的发展,数字阵列雷达已成为当代雷达技术发展的一个重要趋势。
数字波束形成(DBF)技术采用先进的数字信号处理技术对阵列天线接收到的信号进行处理,能够极大地提高雷达系统的抗干扰能力,是新一代军用雷达提高目标检测性能的关键技术之一。
并且是无线通信智能天线中的核心技术。
本文介绍了数字波束形成技术的原理，对波束形成的信号模型进行了详细的推导，并且用matlab仿真了三种计算准则下的数字波束形成算法，理论分析和仿真结果表明以上三种算法都可以实现波束形成，并对三种算法进行了比较。
同时研究了窄带信号的自适应波束形成的经典算法。
研究并仿真了基于最小均方误差准则的LMS算法、RLS算法和MVDR自适应算法，并且做了一些比较。
关键词：数字波束形成、自适应波束形成、智能天线、最小均方误差、最大信噪比、最小方差欧阳文创编ABSTRACTWith the development of high-speed, ultra high-speed signal acquisition, transmissionand processing technology, digital array radar has became an important trend in thedevelopment of modern radar technology. Digital beamforming (DBF) technology usesadvanced digital signalprocessing technology to process the signal received by antenna array.It can improve the anti-jamming ability of radar system greatly and it is one of the key technology。
数字波束形成-DBF之欧阳育创编
第 3 章 最优波束形成准则 ........................................... 15
3.1 最小均方误差准则 .......................................................................................... 15
1.2 论文内容 ............................................................................................................ 4
第 2 章 DBF 原理及应用 .............................................. 5 2.1 窄带信号模型 ..................................................................................................... 5 2.2 空间匹配滤波器 ................................................................................................ 6 2.3 阵列方向图 ........................................................................................................ 7 2.4 阵列增益 ............................................................................................................ 9 2.5 波束宽度 .......................................................................................................... 10 2.6 相位扫描的带宽限制 ...................................................................................... 10 2.7 智能天线 .......................................................................................................... 11 2.7.1 天线结构 ................................................................................................. 11 2.7.2 实现原理 ................................................................................................. 11 2.7.3 技术分类 ................................................................................................. 12 2.7.4 应用领域 ................................................................................................. 13 2.8 本章小结 .......................................................................................................... 14
数字波束形成dbf原理
数字波束形成（Digital Beamforming，DBF）是一种电子扫描技术，它可以通过合理的信号处理算法，将天线阵列接收到的来自不同方向的信号加以加权合成，形成一个“虚拟”的波束，从而实现对目标的有效探测和跟踪。
数字波束形成技术在雷达、卫星通信、无线电通信等领域得到了广泛应用。
数字波束形成的原理主要包括以下几个步骤：
1、信号采集：将天线阵列接收到的来自不同方向的信号采集下来。
2、信号预处理：对采集到的信号进行一些预处理，如去除噪声、校正失配等，以提高信号质量。
3、信号转换：将采集到的模拟信号转换为数字信号。
4、波束形成：根据天线阵列的空间结构和信号处理算法，对不同方向的信号进行加权合成，形成一个“虚拟”的波束，从而实现对目标的有效探测和跟踪。
5、信号解调：将合成的信号解调后得到目标信息，如目标位置、速度等。
6、显示输出：将目标信息进行显示和输出。
数字波束形成技术的关键在于波束形成算法的设计和优化，常用的算法包括波束赋形算法、最小方差无失真响应算法、阵列信号处理算法等。
这些算法可以根据具体的应用场景和性能要求进行选择和调整，以达到最佳的波束形成效果。
【雷达】一维和二维自适应波束形成（DBF））DBF附matlab代码
【雷达】⼀维和⼆维⾃适应波束形成（DBF））DBF附matlab代码1 简介数字波束形成技术是天线波束形成原理与数字信号处理技术相结合的产物,其⼴泛应⽤于阵列信号处理领域.由于电磁⼯作环境的恶化和⼤量射频⼲扰的存在,在极低的信⼲噪⽐(SINR)条件下进⾏⽬标检测和信息提取⼗分困难.对于阵列系统,往往采⽤⾃适应数字波束形成(ADBF)技术,来抑制强⼲扰和⽅向性⼲扰对有⽤信号的影响.介绍了数字波束形成器的基本原理及其DSP的实现结构.2 完整代码clc;clear all;close all;%%%%%%%%%%%%%%%%%⼀维DBF%%%%%%%%%%%%%%%%%K=8;%阵元个数wavelength=0.1;%波长d=wavelength/2;%阵元间距theta0=(-60:60)*pi/180;%波达⽅向NFFT=K;%FFT点数W=chebwin(K,40);%切⽐雪夫窗St=zeros(K,length(theta0));delta_phase=pi/K;S=exp(j*2*pi*(0:K-1)'*(d*sin(theta0)/wavelength-delta_phase/pi/2));%阵列空域导向⽮量for ii=1:length(theta0)St(:,ii)=W.*S(:,ii);endB=fftshift(fft(St,NFFT,1),1);figurefor jj=1:KBn=abs(B(jj,:))/max(abs(B(jj,:)));plot(theta0*180/pi,20*log10(Bn),'LineWidth',2);hold on;endxlabel('⽅位/度');ylabel('幅度/dB');title('数字波束形成');axis([min(theta0)*180/pi,max(theta0)*180/pi,-50 0]);%%%%%%%%%%%%%%%%⼆维DBF%%%%%%%%%%%%%%%%%M=8;%阵元⾏数N=4;%阵元列数wavelength=0.1;%波长d=wavelength/2;%阵元间距theta=(-90:90)*pi/180;%波达⽅向fai=(-90:90)*pi/180;%波达⽅向fai=(-90:90)*pi/180;%波达⽅向NFFT1=M;%FFT点数NFFT2=N;%FFT点数W1=chebwin(M,30);%切⽐雪夫窗W2=chebwin(N,30);%切⽐雪夫窗W=W1*W2.';[theta0,fai0]=meshgrid(theta,fai);B=zeros(length(theta),length(fai));figurefor xx=1:Mfor yy=1:Nfor ii=1:length(theta)for jj=1:length(fai)S=exp(j*2*pi*(0:M-1)'*d*sin(theta(ii))/wavelength)*exp(j*2*pi*(0:N-1)*d*sin(fai(jj))/wavelength); St=S.*W;% B1=fftshift(fft(St,NFFT1,1),1);% B2=fftshift(fft(B1,NFFT2,2),2);Btemp=fftshift(fft2(St,M,N));B(ii,jj)=Btemp(xx,yy);endendB=20*log10(abs(B)/max(max(abs(B))));for ii=1:length(theta)for jj=1:length(fai)if B(ii,jj)<-40B(ii,jj)=-40;endendendmesh(theta0*180/pi,fai0*180/pi,B); %mesh绘图hold on;endendxlabel('⽅位⾓/度');ylabel('俯仰⾓/度');zlabel('幅度/dB');title('数字波束形成');axis([min(theta)*180/pi max(theta)*180/pi min(fai)*180/pi max(fai)*180/pi -40 0]);3 仿真结果4 参考⽂献[1]胡爱明, 胡可欣. ⾃适应数字波束形成技术(DBF)在雷达中的应⽤[C]// 第⼗三届全国信号处理学术年会（CCSP-2007）论⽂集. 2007.博主简介：擅长智能优化算法、神经⽹络预测、信号处理、元胞⾃动机、图像处理、路径规划、⽆⼈机等多种领域的Matlab仿真，相关matlab代码问题可私信交流。
DBF是什么文件，DBF文件打开方法
DBF是什么⽂件，DBF⽂件打开⽅法
DBF是Digital Beam Forming的缩写，译为数字波束形成或数字波束合成。
数字波束形成技术是天线波束形成原理与数字信号处理技术相结合的产物，其⼴泛应⽤于阵列信号处理领域。
但是我们所说的DBF格式⽂件跟上⾯的描述是不⼀样的。
其实DBF是⼀种特殊的⽂件格式，是DBF是dBase和FoxPro所使⽤的数据库格式。
DBF数据库分dBase III 、foxpro两种格式。
⽽DBF数据库是很常⽤的桌⾯数据库，应⽤与企业和事业单位中，作为⼀个在商业应⽤中的结构化数据存储标准格式，作⽤就是在单位之间⽤于数据交换。
那么DBF格式⽂件怎么打开呢？
说的DBF⽂件打开⽅式我们可以通过⼀些软件直接打开它即可。
⽐如可⽤FOXPRO打开，当然还可以⽤EXCEL进⾏打开它，或者⼀些专⽤软件DBFView，都是可以打开并且编辑相应的DBF⽂件哦。
以上就是DBF是什么⽂件，怎么打开的操作⽅法了，希望对你有所帮助哦。
数字波束形成(DBF)
则相应的阵输入的复基带信号矢量为
L
xs (n) sl (n)a(l , l ) l 1
a(1,1),
s1(n)
,
a(
L
,
L
)
sL (n)
As(n)
(9.2.10)
阵列对信号的方向矩阵 A a((11,,11)),, a((LL,,LL))
信号矢量 s(n) [s1(n),,sL(n)]T
7
带噪声的阵输入矢量可写成：
x(n) xs (n) n(n) As(n) n(n)
x(n) sl (n)a((ll ,,ll)) n(n) l
n(n) [n1(n),, nM (n)]T
E ni (n)n*j (n)
2
0
i j i j
8
对于间距为d的M元均匀线阵，
第m阵元的位置矢量为
2
§9.1数字波束形成(DBF)概述
9.1.1 波束形成
时域滤波器 在通带频率范围内通过需要信号， 在阻带频率范围内滤除或抑制不需要信号或干扰。
时间频率滤波器频率响应H(f) 当输入为等幅正弦波时滤波器输出与时间频率f的关系
。
3
在空域滤波中，对应于时间频率的空间频率为 1 sin
时间频率滤波器对应于空间频率滤波器，空域滤波器。
相移
( ,
)
m ( ,
)
(
/
c)rmTβ( ,
)
2
rmTk( ,
)
(9.2.3b)
k((,)) k β((,) 2 β((,)) (9.2.4)
5
s(t m ( ,)) s(t)
式(9.2.2)可表示为： xsm (t) s(t)e e jt jm ((,))
数字波束形成系统多通道幅相校正方法及应用
数字波束形成系统多通道幅相校正方法及应用数字波束形成（Digital Beamforming,DBF）是检测、传输、接收和处理电波信号的一种高效、可靠的先进技术，它能够改善微波无线通信系统的性能。
数字波束形成技术可以有效地传输多通道幅相关信号，使用该技术可以提高微波无线通信系统的性能。
本文首先介绍了数字波束形成的原理和应用，然后介绍了多通道幅相校正（Multi-ChannelPhase Calibration，MPC）的原理，以及它在数字波束形成系统中的应用。
数字波束形成技术包括波束形成本身和传输信号处理环节。
波束形成本身涉及到微波发射天线的数字信号处理，要求收发信号之间的相位和幅度的一致性。
传输信号处理主要是涉及到把每个通道的幅度和相位进行匹配。
数字波束形成技术可以用来消除信号拥塞、提高信号强度与抗扰性、优化波束形成等效果。
多通道幅相校正（MPC）是用于微波无线通信系统中波束形成精度校正的一种方法，它对宽带信号进行幅相校正，目的是有效地提高波束形成系统的性能。
MPC技术主要利用相位反馈来实现对每个信号通道的幅度和相位校准，以确保探测到相同水平下的信号强度、抗扰性和波束形成效率。
MPC技术在数字波束形成系统中的应用可大大提高系统的性能，这些应用包括信号的增强，信号的质量改善，副本抑制，距离估计，目标检测和定位，以及恢复信号的能力。
在微波无线通信系统中，MPC技术可以帮助系统达到最优性能，使系统电平提高，增加可靠性，准确度和灵活性。
因此，多通道幅相校正技术在数字波束形成系统中已成为了一种重要的应用。
它能够有效地调整微波无线通信系统的波束形成精度，可以大大提高系统的性能，从而获得更好的波束形成效果。
数字波束形成DBF修订稿
数字波束形成D B F Document number【SA80SAB-SAA9SYT-SAATC-SA6UT-SA18】摘要随着高速、超高速信号采集、传输及处理技术的发展,数字阵列雷达已成为当代雷达技术发展的一个重要趋势。
数字波束形成(DBF)技术采用先进的数字信号处理技术对阵列天线接收到的信号进行处理,能够极大地提高雷达系统的抗干扰能力,是新一代军用雷达提高目标检测性能的关键技术之一。
并且是无线通信智能天线中的核心技术。
本文介绍了数字波束形成技术的原理，对波束形成的信号模型进行了详细的推导，并且用matlab仿真了三种计算准则下的数字波束形成算法，理论分析和仿真结果表明以上三种算法都可以实现波束形成，并对三种算法进行了比较。
同时研究了窄带信号的自适应波束形成的经典算法。
研究并仿真了基于最小均方误差准则的LMS算法、RLS算法和MVDR自适应算法，并且做了一些比较。
关键词：数字波束形成、自适应波束形成、智能天线、最小均方误差、最大信噪比、最小方差ABSTRACTWith the development of high-speed, ultra high-speed signal acquisition, transmission and processing technology, digital array radar has became an important trend in the development of modern radar technology. Digital beamforming (DBF) technology uses advanced digital signal processing technology to process the signal received by antenna array. It can improve the anti-jamming ability of radar system greatly and it is one of the key technology。
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Key Words:DBF, ADBF, Smart antenna, The minimum mean square error, The maximum signal to noise ratio
II
目录
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第 1 章 绪论 ........................................................ 1 1.1 背景介绍 ............................................................................................................. 1 1.1.1 数字波束形成在国内外的发展及现状 ................................................... 1 1.1.2 展望 ........................................................................................................... 3 1.2 论文内容 ............................................................................................................ 4
本文介绍了数字波束形成技术的原理，对波束形成的信号模型进行了 详细的推导，并且用 matlab 仿真了三种计算准则下的数字波束形成算法， 理论分析和仿真结果表明以上三种算法都可以实现波束形成，并对三种算 法进行了比较。同时研究了窄带信号的自适应波束形成的经典算法。研究 并仿真了基于最小均方误差准则的 LMS 算法、RLS 算法和 MVDR 自适应 算法，并且做了一些比较。
III
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3.4 仿真结果 ............................................................................... 21 3.4.1 mmse 准则下的仿真 ............................................................................... 21 3.4.2 MSNR 准则下的仿真.............................................................................. 22 3.4.3 LCMV 准则下的仿真.............................................................................. 22
3.5 三种准则的对比 .............................................................................................. 23 3.6 本章总结 ........................................................................................................... 24
摘要
GB8878185555334563BT9125XW
创作编号： 创作者： 凤呜大王*
摘要
随着高速、超高速信号采集、传输及处理技术的发展,数字阵列雷达已 成为当代雷达技术发展的一个重要趋势。数字波束形成(DBF)技术采用先进 的数字信号处理技术对阵列天线接收到的信号进行处理,能够极大地提高雷 达系统的抗干扰能力,是新一代军用雷达提高目标检测性能的关键技术之 一。并且是无线通信智能天线中的核心技术。
关键词：数字波束形成、自适应波束形成、智能天线、最小均方误差、最 大信噪比、最小方差
I
ABSTRACT
ABSTRACT
With the development of high-speed, ultra high-speed signal acquisition, transmission and processing technology, digital array radar has became an important trend in the development of modern radar technology. Digital beamforming (DBF) technology uses advanced digital signal processing technology to process the signal received by antenna array. It can improve the anti-jamming ability of radar system greatly and it is one of the key technology。 It is the core of the smart antenna technology in wireless communication too。
第 4 章 自适应波束形成算法 ......................................... 25 4.1 经典自适应波束形成算法 .............................................................................. 25 4.2 最小均方(LMS)算法 ....................................................................................... 26 4.3 递归最小二乘（RLS）算法........................................................................... 27 4.4 最小方差无畸变响应(MVDR) ....................................................................... 28 4.5 经典自适应算法的仿真 .................................................................................. 30 4.5.1 LMS 算法的仿真 ..................................................................................... 30 4.5.2 RLS 算法仿真.......................................................................................... 31 4.5.3 MVDR 算法仿真 ..................................................................................... 33 4.5.4 三种算法比较 ......................................................................................... 34 4.6 本章总结 ........................................................................................................... 35
This paper introduces the principle of digital beam forming technology, the signal model of beam forming was presented, And the digital beam forming algorithm under the three calculation criterion was simulated by MATLAB, theoretical analysis and simulation results show that the three algorithms can achieve beamforming, and made some comparison between the three algorithms. At the same time, made some study about the adaptive narrow-band signal beam forming algorithm. Learned and Simulateded the LMS algorithm base on minimum mean square error criterion and RLS algorithm and MVDR algorithm, and do some comparison