【技术实现步骤摘要】
一种基于FPGA的二维平面阵数字波束形成方法
本专利技术属于阵列信号处理
，具体涉及一种基于FPGA的二维平面阵数字波束形成方法。
技术介绍
数字波束形成技术应用于相控阵雷达能提高波束形成的灵活性，充分发挥其多波束和抗干扰能力优势。采样矩阵协方差求逆(SMI)的开环算法常被用于自适应波束形成。但随着阵列规模的增大，采样矩阵协方差求逆运算量巨大，计算时延提高，难以保证波束形成的低时延特性，影响雷达数据实时性。
技术实现思路
本专利技术针对大规模阵列情况下，采样矩阵协方差求逆(SMI)运算量过大情况，提出一种基于FPGA的波束形成方法，该方法基于共轭梯度算法(CG)的迭代求解权值，并进行了基于FPGA的硬件实现，以提高运算实时性。基于FPGA的CG迭代模块设计通用性，通过重复调用或分时复用，可完成多波束权值计算。本专利技术的技术方案为：一种基于FPGA的波束形成方法，包括以下步骤：S1、设雷达天线阵列共有M×N个阵元，阵元分布于xoy平面，阵元沿x轴和y轴的阵元间距分别为dx和dy，接收...
【技术保护点】
1.一种基于FPGA的二维平面阵数字波束形成方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、设雷达天线阵列共有M×N个阵元，阵元分布于xoy平面，阵元沿x轴和y轴的阵元间距分别为d
【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA的二维平面阵数字波束形成方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、设雷达天线阵列共有M×N个阵元，阵元分布于xoy平面，阵元沿x轴和y轴的阵元间距分别为dx和dy，接收信号为x(n)，M×N阵元的二维导向矢量为θ为波束方位角，为波束俯仰角，将用列向量表示为：
为阵元m的相对相位差：
λ为信号波长；
S2、计算采样数据的协方差矩阵：
将x(n)排成一维向量：
x(n)＝[x11(n)x12(n)…xMN(n)]T
根据采样数据x(n)和采样快拍数L，可得协方差矩阵估计
S3、采用最小方差无失真响应进行波束形成，令最优权向量w满足：
构造代价函数J(w)，代价函数取得最小值解即为所求权向量，J(w)表达式为：
S4、采用共轭梯度算法迭代求解代价函数，具体为：
将导向矢量和协方差矩阵估计作为FPGA计算模块的输入，并设置初始误差e，定义辅助向量pi与协方差矩阵估计正交，满足设置最大迭代次数imax；在进行迭代时，初始化迭代向量w0＝0，残差向量迭代误差ρ0＝||r0||2，迭代次数i...
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