基于VxWorks和FPGA的雷達數字波束形成技術

潘 浩 刁晶晶 陳俊馬 陳金銳 王善松

(1. 中國電子科技集團公司第三十八研究所 合肥 230008; 2. 中國人民解放軍63629部隊 北京 102600)

0 引言

波束形成技術在多個領域具有重要意義，例如雷達、通信、聲波探測、電磁對抗等。在現代智能化技術不斷進步的情況下，數字波束形成(Digital Beam Forming, DBF)技術更新換代日益頻繁；特別是在雷達領域，智能化、信息化、數字化技術突飛猛進，雷達系統對于平臺穩定性、硬件指標、軟件設計等方面具有更高的要求。

目前，DBF功能實現基于數字信號處理器(Digital Signal Processor，DSP)+現場可編輯邏輯門陣列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)平臺，且主要功能模塊在FPGA中構建邏輯關系，實現數字計算，形成多波束輸出。該平臺具有較高的靈活性和擴展性，FPGA模塊具有成熟的開發技術，實現過程簡單、有效。但在工程應用中，特別是對于目前亟需開發的軟件化、參數化雷達系統，這種架構存在一定的缺點，開發周期長，調試過程較為繁瑣。嵌入式開發系統是以應用為中心，以計算機技術為基礎，軟硬件可裁剪，適用于應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求的專用計算機系統。嵌入式系統具有實時性(硬件實時和軟件實時)、小尺寸、低功耗、高效率等特點，滿足了智能化雷達系統對指標的嚴格要求。

相比于傳統模擬波束形成技術，DBF可實現單個或多個獨立可控的波束形成，且對每個通道獨立加權，獲得優良的波束能力。在實現多陣元、多通道系統數字波束形成時，可以通過采用分級合成方法，減少合成數量，降低信號大小，實現子陣級—全陣級合成的轉變，提高數字波束合成效率。……