线阵数字波束形成技术

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数字波束成形技术

数字波束成形技术
数字波束形成技术用这种技术的天线能产生多个数字波束实现对卫星的跟踪，称为“数字波束形成的多波束天线”。

装在移动地球站上能实现在运动过程中与卫星之间的通信不中断。

因此这种技术是移动卫星通信中的一种关键技术，也是4G移动通信中智能天线的关键技术。

世界知识产权组织在1977年版的《供发展中国家使用的许可证贸易手册》中，给技术下的定义:"技术是制造一种产品的系统知识，所采用的一种工艺或提供的一项服务，不论这种知识是否反映在一项发明、一项外形设计、一项实用新型或者一种植物新品种，或者反映在技术情报或技能中，或者反映在专家为设计、安装、开办或维修一个工厂或为管理一个工商业企业或其活动而提供的服务或协助等方面。

"这是至今为止国际上给技术所下的最为全面和完整的定义。

实际上知识产权组织把世界上所有能带来经济效益的科学知识都定义为技术。

线阵数字波束形成技术

线阵数字波束形成技术
闫秋飞;范国平;徐朝阳
【期刊名称】《舰船电子对抗》
【年(卷),期】2010(33)1
【摘要】在自适应数字波束形成应用于抗干扰之前通常采用低副瓣技术克服干扰对接收机性能的影响,常用的低副瓣方法有幅度加权和唯相位加权.唯相位加权降副瓣方法的工程实现比较容易,通过控制移相器即可实现.研究了唯相位降副瓣的方法,并给出了仿真结果,然后在此基础上进行了自适应数字波束形成.仿真结果表明低副瓣和自适应数字波束形成相结合可以达到很好的抗干扰效果.
【总页数】4页(P5-8)
【作者】闫秋飞;范国平;徐朝阳
【作者单位】江苏科技大学,镇江,212003;船舶重工集团公司723所,扬州,225001;船舶重工集团公司723所,扬州,225001
【正文语种】中文
【中图分类】TN973.3
【相关文献】
1.基于DSP的直线阵列数字多波束形成的原理及实现 [J], 李凯;张杰
2.直线阵列数字波束形成技术 [J], 管吉兴;马瑞平;黄巍;赵锦华
3.基于平面天线阵列的数字波束形成技术研究 [J], 杨高雄;宫新保
4.大型线阵自适应数字波束形成超低副瓣技术 [J], 李军;龚耀寰
5.基于水平极化定向天线阵的数字波束形成算法 [J], 唐涛; 马欢; 吴志东
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5G技术的波束成形原理与应用

5G技术的波束成形原理与应用随着科技的不断进步，我们正处在一个数字化时代的浪潮中。

而5G技术作为下一代移动通信技术的代表，正引领着这个数字化时代的到来。

而在5G技术中，波束成形技术是一个重要的组成部分。

本文将介绍5G技术的波束成形原理与应用。

一、波束成形原理波束成形是一种通过调整天线阵列的相位和振幅来控制信号传输方向的技术。

在传统的通信系统中，信号是通过天线向四面八方发射的，而波束成形技术则可以将信号集中在一个特定的方向上，从而提高信号的传输效率和覆盖范围。

波束成形的原理可以简单地解释为，通过调整天线阵列中每个天线的相位和振幅，使得它们在特定的方向上形成一个合成的波束。

这个波束可以被用来传输信号，同时抑制其他方向上的干扰信号。

通过这种方式，波束成形可以提高信号的传输质量和容量。

二、波束成形的应用1. 增强移动通信的覆盖范围波束成形技术可以将信号集中在一个特定的方向上，从而提高信号的传输距离和覆盖范围。

这对于移动通信来说非常重要，特别是在城市高楼密集的地区或者是偏远地区。

通过波束成形技术，移动通信可以更好地覆盖这些地区，提供更稳定和高质量的通信服务。

2. 提高网络容量和速度波束成形技术可以将信号集中在一个特定的方向上，从而减少信号的传播路径和干扰。

这样一来，网络的容量和速度就可以得到显著提升。

在高密度用户场景下，波束成形技术可以更好地管理网络资源，提供更快的数据传输速度和更稳定的连接质量。

3. 支持多用户连接波束成形技术可以将信号集中在一个特定的方向上，从而实现多用户同时连接。

这对于大规模的物联网应用和智能城市来说非常重要。

通过波束成形技术，多个用户可以同时连接到网络，实现高效的数据传输和实时的通信。

4. 改善无线通信安全性波束成形技术可以将信号集中在一个特定的方向上，从而减少信号的泄漏和窃听风险。

这对于无线通信的安全性来说非常重要。

通过波束成形技术，通信信号可以更好地保护，防止被未经授权的人员窃取或者干扰。

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。

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-DBF

数字波束形成-DBF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。

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。

宽带数字阵列波束形成算法及应用研究

总之，频域宽带波束形成算法是一种非常重要的信号处理技术，在通信领域中有着广泛的应用前景。随着技术的不断发展和进步，相信该算法在未来将会实现更多的应用，为通信技术的发展做出更大的贡献。
在声呐信号处理中，波束形成是一种关键技术，用于增强信号强度并降低噪声干扰。然而，由于环境噪声和信号波动等因素的影响，传统的波束形成方法往往面临着鲁棒性不足的问题。本次演示将深入研究声呐波束形成鲁棒性，并探讨相关的算法研究。
阵列数字波束形成技术是一种通过对阵列天线接收到的信号进行处理，实现波束指向和波束形状控制的技术。其基本原理是利用阵列天线接收信号的相位和幅度差异，通过特定的算法计算出合成的波束方向图，实现波束的定向辐射和接收。
阵列数字波束形成技术相较于传统波束形成技术具有更高的灵活性和自由度。首先，阵列数字波束形成技术可以实现对波束的精确控制，包括波束指向、波束形状以及波束扫描等。其次，阵列数字波束形成技术可以实现对多目标的同时检测和跟踪，提高系统的多任务处理能力。此外，阵列数字波束形成技术还具有较低的副瓣电平、较高的信号增益以及较低的交叉极化等优点。
一、声呐波束形成鲁棒性
声呐波束形成鲁棒性是指波束形成系统在面临各种环境干扰和信号波动时，依然能够保持稳定和可靠的性能。在实际应用中，提高波束形成鲁棒性对于提高整个声呐系统的性能具有重要意义。然而，现有的方法主要依赖于硬件设备的性能提升，对于复杂多变的环境噪声和信号波动，其鲁棒性仍需进一步提高。
随着科技的不断进步，宽带数字阵列波束形成算法将在未来发挥更加重要的作用。
参考内容
随着科技的不断发展，阵列数字波束形成技术逐渐成为无线通信、雷达、声呐等领域的研究热点。本次演示将介绍阵列数字波束形成技术的原理、实现方法以及在多个应用场景中的优势和特点，并通过具体案例分析该技术在现实应用中的成功经验和教训。

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２１００年２月第３３卷第１期
舰船电子对抗
ＳＩＢＯＡＲＤＨＰＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＯＵＮＴＥＣＲＭＥＡＳＵＲＥ
Ｆｅ．Ｏ１ｂ２Ｏ
Ｖｏ｜３Ｎｏ１ｌ３．
线阵数字波束形成技术
闫秋飞，国平徐朝阳。范，
ｍｉｆｅｔｎｇｅｆｃ．
Ｋｅｒｓ：ｄｐｉｅｂｅｍｏｍｉｙｗｏｄａａｔｖａｆｒｎｇ；ｕｌ；ａｎｌｌａｉｎｌｄｉｇｏａｏｄｎｇ；ｏｗｉｏｂｌｓｄｅｌｅ
０
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一 பைடு நூலகம்
副瓣效果和硬件复杂度。幅度加权就是在不同的阵因子上乘以不同的系数，这种加权方式实际上是对不同的阵元加上不同的电流激励，如果阵元数目较大，在工程实现上就要求有比较复杂的馈电系统，且由于使用了功率衰并
ＹＡＮｕｆｉＦＡＮｏｐｎ。ＸＵａ — ａｇＱｉ－ｅ，Ｇｕ — ｉｇ，Ｃｈｏｙｎ
（．ｉｎｓｉｅｓｔｆＳｉｎｅａｄＴｅｈｏｏｙＺｅａｇ２２０Ｃｈｎ；１ＪａｇｕＵｎｖｒｉｏｃｅｃｎｃｎｌｇ，ｈ￣ｉｎ１０３，ｉａｙ
ｓｄｏｈｅｐｈｓ — ｎｌｅｇｉｅｈｉｅｌｂｅｂｙｔａｅｏｙｗｉｈｔｎｇｍｔｏｄ，ｎｄｐｅｅｓｔｅｓｍｕｌｔｏｅｕｔｔｎＯｉｔｅｂａｅａｒｓｎｔｈｉａｉｎｒｓｌ，ｈｅｌｈｓｏｔｐｅｆｒｓｔｄｐｉｅｄｇｉａｅｍｏｍｉｆｉ，ｒｏｍｈｅａａｔｖｉｔｌｂａｆｒｎｇ．Ｔｈｅｓｍｕａｉｅｕｌｎｃｔｓｔａｈｅｃｍｂｉ — ｉｌｔｏｎｒｓｔｉｄｉａｅｈｔｔｏｎａ
ｅｉｅｒｎｅｌｚｔｏｆｔｅｍｅｈｏｉｈａｅｏｙｗｅｇｈｉｏｄｃｅｓｈｅｓｄｅｌｂｅｉａｙ，ｎｇｎｅｉｇｒａｉａｉｎｏｈｔｄｕｓｎｇｐｓ — ｎｌｉｔｎｇｔｅｒａｅｔｉｏｓｅｓｉａｅｒａｉｅｏｎｒｌｉｇｔｅｐｈｓｓｆｅ．Ｔｈｉａｒｓｕｅｈｅｍｅｈｄｔｃｅｓｈｔｃｎｂｅｌｄｂｙｃｔｏｌｎｈａｅｈｉｔｒｚｓｐｐｅｔｄｉｓｔｔｏｏｄｅｒａｅｔｅ
Ｔｈｅｃｍｏｎｌｗｉｏｂｅｈｓｉｌｄｈｍｐｌｔｄｅｗｅｇｈｔｎｇａｈａｅｏｙｗｅｇｈｉｇ．ｈｏｍｏｓｄｅｌｅｍｔｏｄｎｃｕｅｔｅａｉｕｉｉｎｄｐｓ — ｎｌｉｔｎＴｅ
唯相位降副瓣的方法，给出了仿真结果，并然后在此基础上进行了自适应数字波束形成。仿真结果表明低副瓣和自
适应数字波束形成相结合可以达到很好的抗干扰效果。
关键词：自适应波束形成；零陷；对角加载；低副瓣
’
２．ｈ３ｎｔｔｔＴｅ７２ＩｓｉｕｅｏｆＣＳＩ，ｎｇｈｏ２５０１，ＣＹａｚｕ２０Ｃｈｉ）ｎａ
ＡｂｔａｔＴｈｗｉｅｌｂｅｈｏｏｙｉｕｕｌｙｕｅＯｏｅｃｍｅｔｅｉｆｕｎｅｆａｓｒｃ：ｅｌｓｄｅｔｃｎｌｇｓｓａｌｓｄｔｖｒｏｈｎｌｅｃｓｏｍｍｉｇｏｈｏｏｊｎｎｔｅｒｃｉｅｅｆｒｎｅｂｆｒｈｄｐｉｅｄｇｔｌｅｍｏｍｉｇｉｕｅｏａｔｇｎｚｈａｅｅｖｒｐｒｏｍａｃｅｏｅｔｅａａｔｉｉａｆｒｎｓｓｄｔｎａｏｉｅｔｅｊｍｍｉｇｖａｂｎ．
（．苏科技大学，江２２０；。舶重工集团公司７３所，州２５０）１江镇１０３２船２扬２０１
摘要：自适应数字波束形成应用于抗干扰之前通常采用低副瓣技术克服干扰对接收机性能的影响，在常用的低副瓣
方法有幅度加权和唯相位加权。唯相位加权降副瓣方法的工程实现比较容易，过控制移相器即可实现。研究了通
中图分类号：Ｎ７．Ｔ９３３
文献标识码：Ａ
文章编号：Ｎ２１１（０００—０５４Ｃ３—４３２１）１０— ００
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