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基于阵列技术的数字波束形成是阵列信号处理中的重要内容,在雷达、通信、声纳、导航、语音信号处理等军事和民用领域有着广阔的发展前景,特别是近年来已成为新一代多功能有源相控阵雷达和移动通信智能天线中的关键技术。数字波束形成技术的主要目的是使阵列天线方向图的主瓣指向所需的方向,而使其零陷对准干扰方向,尽可能提高阵列输出所需信号的强度,同时减小干扰信号的强度,从而提高阵列输出的信噪比,其实质是一个多通道的阵列信号处理系统。本文主要对任意阵列方向图综合及不一致性分析上做了较为系统的研究,其主要工作概括如下: 1.首先,对各种阵列形式进行基本理论和相关技术介绍,对它们的方向图函数特性进行了分析及仿真并分别对其性能进行了分析和比较,接着研究自适应天线阵理论和基于自适应理论的波束赋形算法,自适应波束赋形算法能够根据不同的要求,有效的对阵列天线方向图进行控制,完成对各种阵列进行波束赋形设计。先是对一些基本的自适应算法(LM S算法及RLS算法)进行了分析讨论,在用计算机仿真的结果论证了LM S算法以及RLS算法的性能基础上,提出基于峰值检测的自适应赋性算法。该算法核心思想是对主瓣赋性控制同时只对旁瓣峰值点进行抑制。理论证明了其计算量小、抑制干扰能力强的特点,为后面的数字波束形成收发系统的实现提供了理论基础。 2.误差是制约阵列天线系统性能的一个重要因素,对天线阵的增益、波束宽度等参数会造成影响,而且会改变阵列接收信号的幅度和相位。本文对任意阵型的阵元间的互耦效应对阵列天线的影响和天线通道不一致性进行分析说明,并运用校正算法进行了数据校正,概括了互耦对其系统性能影响效果的规律进而对考虑互耦的任意阵型天线进行了仿真验证。 3.对数字波束成形收发系统实现方案进行整体设计分析,对系统实现的具体过程和关键技术包括数字移相器上的选择、频率合成在数字波束形成中的应用、数模转换模块、正交检波处理、中频采样技术、通道合成技术以及所遇到的实际问题及解决方案给予具体分析和阐述,并对所设计完成的系统板进行了数据测试。最后,对如何进一步改善系统的性能进行分析和讨论,并给出相应的分析结果。 论文最后对研究的主要工作进行了总结,并对阵列天线技术未来可能的研究方向提出了展望,以进一步指导以后的学习研究工作。