单比特宽带接收机频域多波束测向技术
多波束勘测系统工作原理和结构

多波束勘测系统工作原理和结构
首先是发射器部分,它主要负责产生高频率的声波信号,并将信号发
送到水下。
通常采用的是压电陶瓷传感器,它可以将电信号转化成声波信号。
接着是接收器部分,它用于接收回波信号。
接收器主要由多个接收声
纳传感器组成,这些传感器分布在一定的阵列中。
每个接收传感器都能够
接收到回波信号,并将信号转化成电信号。
最后是信号处理器部分,它负责对接收到的信号进行处理和分析。
信
号处理器通过对接收到的信号进行幅度测量和时间延迟测量,可以确定不
同方向上的声纳回波信息。
然后将这些信息进行整合和处理,得到最终的
海底图像和地形数据。
1.高效率:多波束勘测系统可以同时获取多个方向上的数据,相比传
统的单波束勘测系统,可以大大提高勘测的效率。
2.高精度:多波束勘测系统通过对多个方向上的数据进行整合和处理,可以提供高分辨率的海底图像和地形数据。
3.宽覆盖范围:多波束勘测系统能够覆盖较大的海洋区域,可以进行
大范围的勘测任务。
4.可靠性:多波束勘测系统采用了多个传感器的阵列结构,可以提供
更好的接收灵敏度和抗干扰能力,可以在复杂的海洋环境中稳定工作。
总之,多波束勘测系统是一种先进的海洋勘测技术,它的工作原理是
利用声波信号的回波来获取海底的形态和地形信息。
它通过发射高频率的
声波信号,并利用一组接收声纳传感器来接收回波信号。
然后利用信号处
理器对接收到的信号进行处理和分析,得到最终的海底图像和地形数据。
多波束勘测系统具有高效率、高精度、宽覆盖范围和可靠性等优点,是海洋勘测领域中的重要工具。
基于实时数字信号处理的宽带单比特瞬时测频接收技术

基于实时数字信号处理的宽带单比特瞬时测频接收技术王坤达【摘要】针对现代电子战接收机的大瞬时带宽、实时处理、高灵敏度、快速测频等高性能指标要求,提出了一种基于实时数字信号处理的宽带单比特瞬时测频接收机方案,结合大带宽高速采样的实时快速处理,将单比特接收算法、滑动快速傅里叶变换(FFT)算法、瞬时频率测量算法应用于该算法结构,给出了超高速单比特采样和高速实时信号处理的硬件实现。
仿真结果表明,该接收机不仅具备大带宽、实时处理、高频率分辨率等特性,同时具有优异的信号检测灵敏度。
%Aiming at high performance index requirements of modern electronic warfare receiver such as large instantaneous bandwidth, real-time processing, high sensitivity and fast frequency measurement, etc. , this paper puts forward a project of wideband single-bit instantaneous frequency measurement (IFM) receiver based on real-time digital signal processing,combining with fast realtime signal processing of large bandwidth high-speed sampling, uses the single-bit receiving algorithm,slide fast Fourier transform (FFT) algorithm,IFM algorithm to this algorithm framework, presents the hardware realization of super-speed single-bit sampling and high speed real-time signal processing. The simulation results indicate that the receiver not only is provided with the characteristics such as large bandwidth, real-time processing,high frequency resolution, but also has perfect signal test sensibility.【期刊名称】《舰船电子对抗》【年(卷),期】2012(035)003【总页数】6页(P31-36)【关键词】宽带接收;单比特接收机;实时处理;瞬时测频【作者】王坤达【作者单位】船舶重工集团公司723所,扬州225001【正文语种】中文【中图分类】TN971.10 引言传统的瞬时测频(IFM)接收机瞬时带宽宽,测频时间短,动态范围宽,但是由于其体制原因灵敏度进一步提升潜力受限,同时到达信号适应能力较差(同时到达的2个输入信号功率相差较近,不能正确测量)。
补偿矩阵测频算法在单比特多波束测向中的应用

补偿矩阵测频算法在单比特多波束测向中的应用王一舒;沈凤臣【摘要】将补偿矩阵与DFT测频算法相结合,并将该测频方法应用于频域多波束测向,解决了单比特接收机处理双信号瞬时动态范围小的问题.单比特接收机同时处理两个信号时,在检测到第一个信号后,采用补偿矩阵对MONODFT结果进行修正,提高第二个信号的检测概率,并对所测得的信号频点分别实现基于阵列流形的频域数字多波束形成进行测向.通过仿真分析验证了补偿矩阵对提高单比特接收机瞬时动态范围的有效性.【期刊名称】《中国电子科学研究院学报》【年(卷),期】2017(012)003【总页数】5页(P285-288,311)【关键词】单比特接收机;补偿矩阵;数字多波束形成;离散傅里叶变换【作者】王一舒;沈凤臣【作者单位】西安电子科技大学电子信息攻防对抗与仿真计算教育部重点实验室,陕西西安710071;西安电子科技大学电子信息攻防对抗与仿真计算教育部重点实验室,陕西西安710071【正文语种】中文【中图分类】TN957随着雷达技术的发展,频率覆盖范围,灵敏度,动态范围、截获概率以及实时处理能力成为电子战接收机的研制目标[1~2]。
单比特数字接收机通过简化离散傅里叶变换(DFT)提高运算速度实现快速处理已经成为新型电子站接收机[3]。
不过由于高度的非线性量化导致DFT后的频谱上除了信号主峰以外,还产生了一些较高的谐波分量,虽然可以准确检测出信号的频率、测频精度和传统DFT一致,但这些谐波分量直接影响了双信号动态范围,即两个信号的幅度比值范围[4-5]。
为了使单比特接收机具有一定的同时处理多信号的能力, 需要采用特殊的信号检测方法。
本文主要研究了在有两个信号同时到达和不增加量化位数的情况下,单比特接收机运用补偿矩阵进行测频以提高双信号瞬时动态范围,并将该方法与频域多波束测向算法相结合以提高单比特接收机测向的性能。
首先对单比特数字接收机所采用的DFT运算作如下定义。
定义1 若输入信号x(n)为离散时间信号,则其DFT运算为其中为核函数或kernel函数[6-7], N为采样点数。
单比特测频接收机中DFT算法的优化

单比特测频接收机中DFT算法的优化
张硕;梁士龙
【期刊名称】《制导与引信》
【年(卷),期】2006(027)002
【摘要】介绍了单比特测频接收机的原理,给出了一种应用于微波反辐射导引头数字接收机中的单比特测频接收机设计方案,利用Matlab数字仿真,详细讨论了DFT 算法的优化.
【总页数】6页(P51-55,60)
【作者】张硕;梁士龙
【作者单位】中国航天科工集团25所,北京,100854;中国航天科工集团25所,北京,100854
【正文语种】中文
【中图分类】TN850.4
【相关文献】
1.杂波中MIMO雷达恒模波形及接收机联合优化算法研究 [J], 唐波;张玉;李科;高辉
2.补偿矩阵测频算法在单比特多波束测向中的应用 [J], 王一舒;沈凤臣
3.正交鉴相算法及其在瞬时测频接收机中的应用 [J], 张飞;张卫红
4.优化的PFA算法在GPS软件接收机中的应用 [J], 姚相振;崔绍龙;方金云
5.似单差模型中接收机钟差的单历元算法 [J], 余学祥;徐绍铨;吕伟才
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《雷达与对抗》总目次(2011)

多功能综合射频系统技术综述 ……………………………………………………………………………… 赵佩红( ) 9
雷达信息处理系统现状及发展趋势 ………………………………………………・ ……………………・ ・史鸿声(4 1)
种基 于 网络 的远程 遥控 固态 配 法及 其应用 研究 … …… ……… …… …… …… …… ……… …… …… …… 王仁 武 , 匡华 星( 1 2)
基于雷达回波的特征提取算法研究 ……………………………………………………………… 邵云生, 钱
一
荣, 吴宏超(3 4)
一
种询问机天线的设计 ………………………………………・ ………………・ 波, -胡 陈文俊 , 常德杰, 玲(6 简 4) 种 IB — V M模式多注速调管发射机设计 ………………………………………………… 纪 安 , G TH S 孙方礼(3 5)
双极化微带缝隙天线单元研究 …………………………………………………………………… 高国明, 陈文俊(0 5)
坤(5 2)
种相控阵雷达 自适应数据率 目 标跟踪算法 ………………………………………… 秦亚萍, 王
种机 动海 目标 跟踪算 法研 究
建, 张玉喜(8 2)
一
… …… …… ……… …… …… ……… …… ……… … ……… ……… …… 吕 钢 (2 3)
通道间相位差求解算法分析 ……………………………………………………………………… 师鹏宇, 殷友廷(5 3) 数字波束形成的工程实现方法 …………………………………………………………………………… 王雨阳(9 3)
雷 达杂 波 自适 应 抑制技 术 …… …… ……… …… …… …… …… ……… …… …… ……… …… … 孙 国政 , 卞雷祥 ( 1 1)
多波束勘测原理与技术

多波束勘测原理与技术多波束勘测原理是利用多个声波发射器(即多个波束)同时发射声波信号,通过接收器接收反射回来的声波信号,从而获取地下或水下区域的地质、地貌等信息的一种勘测方法。
多波束勘测技术是在多波束勘测原理基础上发展起来的具体操作技术。
它主要包括以下几个方面的技术:1. 多波束发射技术:利用多个声波发射器同时发射声波信号,可以提高勘测的覆盖范围和分辨率。
2. 多波束接收技术:利用多个接收器接收反射回来的声波信号,可以提高勘测的接收灵敏度和准确性。
3. 多波束数据处理技术:对接收到的多个波束数据进行处理和分析,可以提取出地下或水下区域的地质、地貌等信息。
4. 多波束成像技术:利用多个波束同时扫描并探测地下或水下区域,可以实现三维立体的成像效果,提高勘测的图像质量。
多波束勘测原理和技术在海洋勘测、地质勘探等领域有广泛应用,可以提高勘测的效率和准确性,为相关领域的研究和应用提供重要支持。
多波束勘测原理与技术的应用领域包括但不限于以下几个方面:1. 海洋勘测:多波束勘测可以用于海底地形测量、海洋地质结构研究、水深测量等海洋勘测应用。
通过多波束勘测可以获取更精确的海底地形数据,帮助海洋工程、海洋地质等领域的研究和工作。
2. 地质勘探:多波束勘测可以用于地下矿产资源勘探、地下水资源勘探等地质勘探应用。
通过多波束勘测可以获取地下地质结构信息,为矿产资源勘探和地下水资源管理提供基础数据。
3. 水下工程:多波束勘测可以用于水下工程勘测和海洋工程设计。
通过多波束勘测可以获取水下地形、水深等信息,为水下工程设计和建设提供重要依据。
4. 海洋生态学:多波束勘测可以用于海洋生物学、海洋生态学研究。
通过多波束勘测可以获取海底生态系统的分布和结构信息,帮助科学家了解海洋生态环境并保护海洋生态系统。
5. 水下考古:多波束勘测可以用于水下考古研究。
通过多波束勘测可以探测和识别水底的遗迹、古文化遗址等重要文物,帮助保护和研究人类历史文化。
单比特宽带接收机频域多波束测向技术
单比特宽带接收机频域多波束测向技术陈昊【摘要】The processing flow of the frequency-domain multi-beam direction finding for the monobit wideband receivers is introduced with the key problems discussed.The performances of the single and multiple signals in the frequency and direction finding are analyz%介绍了单比特宽带接收机频域多波束测向的处理流程,并探讨了多波束测向中的关键问题,通过计算机仿真,分析了所提方法对单个及多个信号在测频、测向方面的性能,证明了该方法的可行性和有效性。
【期刊名称】《雷达与对抗》【年(卷),期】2011(031)002【总页数】6页(P19-23,38)【关键词】单比特接收机;快速傅里叶变换;频域多波束形成;比幅测向【作者】陈昊【作者单位】中国电子科技集团公司第二十七研究所,郑州450047【正文语种】中文【中图分类】TN957.511 引言单比特接收机[1]这一概念源于商用GPS 接收机的设计。
在商用GPS 接收机中使用的模/数转换器ADC 一般只有1~2bit,而相对于GPS信号来说,一般的脉冲射频信号要简单得多。
因此,采用位数较少的ADC的思想在宽带接收机设计中得到采纳,单比特接收机这一名词从而得到应用。
采用单比特接收机这项技术,可以在实现给定的接收功能的前提下使接收机硬件最简化,而接收机的性能仅有轻微的降低。
单比特数字接收机的主要优点是结构简单,可以在一个芯片上实现整个设计,当然也得为此付出代价,那就是在配置—定的情况下接收机的性能会有所下降。
因此,不能把单比特接收机看作是数字信道化途径的直接替换。
单比特接收机只能用于某些特殊的场合,或者只是用于加强或补充其他接收机的功能。
一种宽带阵列时域数字多波束设计方法
一种宽带阵列时域数字多波束设计方法
贾可新;辛玉霞;柳桃荣
【期刊名称】《雷达与对抗》
【年(卷),期】2017(037)001
【摘要】从宽带数字波束形成的原理出发,讨论了基于Farrow滤波器的分数延迟补偿方法.为了适应宽带数字阵列中多波束形成的要求,讨论了一种基于FIR型分数延迟滤波器的经典时域多波束形成方法.该方法虽结构简单,但在波束个数较多时需要大量的乘法资源.为了降低多波束对乘法资源的需求,提出了一种基于Farrow型分数延迟滤波器的多波束实现方法.与经典时域多波束方法相比,该方法在波束个数较多时能明显地降低对乘法资源的损耗.仿真实验验证了所提方法的正确性.
【总页数】5页(P21-25)
【作者】贾可新;辛玉霞;柳桃荣
【作者单位】中国电子科技集团公司第三十八研究所孔径阵列与空间探测安徽重点实验室,合肥230088;合肥财经职业学院,合肥230088;中国电子科技集团公司第三十八研究所孔径阵列与空间探测安徽重点实验室,合肥230088
【正文语种】中文
【中图分类】TN713
【相关文献】
1.一种改进的宽带数字多波束形成技术 [J], 黄森洪;宫新保
2.一种基于宽带MIMO雷达时域成像的阵列布阵模型 [J], 陈阿磊;王党卫;马晓岩;
粟毅
3.一种宽带数字多波束发射技术的实现方法 [J], 肖恒;詹银芳
4.大孔径宽带数字阵列时域波束形成方法 [J], 李陶;汪学刚;周云;于雪莲
5.宽带数字阵列雷达接收通道的优化设计方法研究 [J], 钱璐;邹林;汪学刚
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多波束比幅测向系统测向误差分析
多波束比幅测向系统测向误差分析陈旭;糜坤年【摘要】在介绍多波束比幅测向侦察系统原理的基础上,分别分析了天线、微波、接收机引起的测向误差,论证了现阶段利用96波束比幅测向的侦察系统的测向误差,最后给出了提高测向精度的工程应用方面的建议.【期刊名称】《舰船电子对抗》【年(卷),期】2019(042)002【总页数】4页(P35-38)【关键词】比幅;测向;测向精度【作者】陈旭;糜坤年【作者单位】中国船舶重工集团公司第七二三研究所,江苏扬州225101;中国船舶重工集团公司第七二三研究所,江苏扬州225101【正文语种】中文【中图分类】TN971.10 引言对于多数侦察系统,特别是星载侦察系统而言,侦察灵敏度是非常重要的一个指标。
由于波束宽度较窄的多波束天线的天线增益远高于波束宽度较大的平面螺旋等天线的天线增益,因此采用多波束体制的侦察系统在侦察灵敏度指标上有着明显的优势[1-3]。
1 多波束侦察系统简介1.1 系统构成如图1所示,多波束侦察系统是由天线、微波、接收机及信号处理三大块构成。
其天线由N个相互独立的单元平均分布在360°空间上;每个天线单元接收空间的电磁波信号并把该信号传递给微波模块进行限幅、放大、滤波,最后通过视频对数放大器(DLVA)输出给接收机。
接收机通过数模转换器(ADC)采集DLVA输出幅度大小,并在方位解算模块中判断来波方向。
图2为多波束天线方向图。
1.2 三波束测向原理三波束比幅测向是最基本的测向方法,其测向流程非常简单:(1) 找到360°方位上信号幅度最大的那个波束n;(2) 读取波束n以及相邻的波束n-1和n+1波束的信号幅度值;图1 多波束比幅测向系统构成(3) 根据天线方向图函数求解具体的信号方位。
以下为三波束比幅测向的公式推导。
图2 多波束天线方向图设天线的波束形状为高斯型的,即有:(1)式中:β表示信号到达方向与天线最大值方向的夹角;θ0.5为波束宽度;K为常数。
超宽带单比特数字接收机
0 引 言
IFM(Instantaneous Frequency Measurement)接 收机 是 现代 电子战 系统 的重 要组 成 部 分 … ,有 着 瞬 时带 宽 大、灵敏度高 、体积小等优点 ,但缺乏处理 同时到达信 号的能力 。在高信号密度的环境下 ,该接 收机难 以满 足作战使用的需要 。
单 比特数 字接 收 机 是 一种 特殊 的宽 带 接 收 机 ,采 用 l位量化 ,易于实现超高速采样 ,并且能够实现实时 信号处理 。它应用于瞬时测频 ,能达到与 IFM接收机 同等数量级的带宽、灵敏度 ,具备处理同时到达的多信
号 的 能 力 ,并 有 着 更 强 的 使 用 灵 活 性 和 功 能 扩 展 性 J。另外 ,单 比特数 字 接 收 机 可 以作 为 超 外 差 接 收 机 的引导接收机 ,能够实时高灵敏度地判断信号存在 与否及频率粗测 ,引导超外差接收机快速跟 瞄信号频 率而 提 升截 获 概 率 ]。单 比特 数 字 接 收 机 在 超 宽 带 通信 系统 中也 有 广泛应 用 [4-5]。
An ultra.wideband monobit digita1 receiver
XIANG Hai-sheng,W ANG Bing
(No.38 Research Institute of CETC,Hefei 230088)
Abstract:Monobit digital receiver technique is a trade—of between signal processing bandwidth and processing rate.An ultra-wideband monobit digital receiver is introduced based on the monobit ADC and the FPGA ,and the hardware design,key signal simulation and firmware design of the receiver are described. The test results show that the receiver can adapt to the instantaneous frequency meas—
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Ke wo d :mo o i rc ie ;F r;fe u n y d man mu t b a fr n ;a l u e c mp r o y rs n bt e ev r F r q e c ・ o i l - e m omi g mp i d o ai n i t s d r cin f d n i t n ig e o i
CHEN Ha o
( o 7R sac si t o hn l t nc Tcn l yGopC r rt n Z egh u 50 7 N .2 eer I tu C i E c o i eh o g ru o oai ,hn zo 04 ) h n te f a er s o p o 4
Th e h oo y o e tc n lg f ̄e u n y d man mu t b a drcin q e c — o i l — e m ie t i o
… ,. 1 ● ● 1 1 1 ●
I n( l l 1 ng I onoDI w 1 i or m t teDanc r I ecel ver s
的脉 冲射频信 号要 简 单得 多。 因此 , 用 位数 较 少 的 采 A C的思想在 宽带接 收机设 计 中得 到采 纳 , 比特 接 D 单
收机这一 名词从 而得 到应用 。采用 单 比特接 收机这项 技 术 , 以在实 现给 定 的接 收 功 能 的前 提下 使 接 收机 可
的研究 及技术 攻关 。在 雷达信 号侦察 领域应用 中多采 用传 统干涉 仪测 向手段 , 一般 瞬时只能 处理一个 信号 , 而单 比特接 收机虽然 动态 范 围较 窄 ( 2bt , 仍具 1— i 但 ) 备 多信 号接 收能力 。本 文 提 出 的方 法 , 正是 将 单 比特 超 宽带接 收能 力与数 字波束 形成 的同 时多 目标 能力有 机 结合起 来 , 但可 获得较 高 的测 向精度 , 不 并且一定 程 度 可降低 侦察 系统 的漏警率 。
第 3 卷 第 2期 1 2 1 年 6月 01
雷 达 与 对抗
RADAR & E CM
V0 . l No 2 13 .
Jn2 l u .Ol
单 比特 宽 带接 收机 频域 多波束 测 向技术
陈 昊
( 中国电子科技集团公司第 二十七研究所 ,郑州 40 4 ) 5 07
是非 线性 的 , 因此其射 频部分 的设计非 常简单 。今后 , 射频 通道 和 AD C都可 以集 成到 一 个 芯 片 中。换 句话
说, 就是整个 接 收机 可 以用 一 个芯 片来 实现 。在 电子 战领 域 , 其 是 在 机 载/ 载 系统 中 , 备 的体 积 引 尤 星 设 尺寸 是非常 重要 的因素 。 国 内 目前 已开 始 了对 单 比特宽带 数字接收 机技术
1 引 言
单 比特接 收机 L 这 一概 念 源 于 商用 G S接 收 机 l P 的设 计 。在 商 用 G S接 收 机 中使 用 的 模/ 转 换 器 P 数
A C一般 只有 1— b , 相对 于 G S信号 来说 , D 2i而 t P 一般
是用 于加 强或补 充其 他接收机 的功 能。 目前的演示样 片 只集成 了 F r和 频 率 编码 功 能 。由 于这 种 接 收 机 F
wi e a d r c ie s i n r d c d wi h e r b e ic s d d b n e ev r s i to u e t t e k y p o lms d s use . h e p ro ma c s o h sn l ef r n e ft e ige
摘
要 : 绍 了单比特 宽带接 收机频 域 多波束测 向的 处理流程 , 介 并探 讨 了多波束测 向中的关键
问题 , 通过计 算机仿 真 , 分析 了所提 方法对 单个及 多个信 号在 测频 、 测向方 Байду номын сангаас的性 能 , 明 了该 证
方 法的可行 性和有 效性 。
关键 词 : 比特接收 机 ; 单 快速傅 里叶 变换 ; 频域 多波束形 成 ; 比幅测 向 中图分 类号 :N 5 . 1 T 9 7 5 文献 标识 码 : A 文章编 号 :0 9— 4 1 2 1 ) 2— 0 9— 5 10 0 0 ( 0 1 0 0 1 0
n l p e in l i t e r q e c a d ie to f d n a e n lz d h o g t e a d mu t l sg a s n h fe u n y n d rc in in i g x a ay e t r u h h meh d i to pr s n e wh c s v rf d t e f a i l n fe tv hru h t e c mp t rsmu ain. e e td, ih i e i e o b e sb e a d ef cie t o g o u e i lt i h o
硬 件最简 化 , 而接 收 机 的性 能 仅 有轻 微 的降低 。单 比 特 数字接 收机 的主要 优 点是 结 构 简单 , 以在 一个 芯 可
片上实现整个设计 , 当然也得为此付 出代价 , 那就是在 配 置一 定 的情况 下 接 收机 的性 能会 有 所 下 降。 因此 , 不能把单比特接收机看作是数字信道化途径 的直接替 换 。单 比特接收机 只能用 于某 些 特殊 的场 合 , 或者 只