Farrow结构实现的恒定束宽时域波束形成器设计与应用

“基于Farrow结构的恒定束宽时域波束形成器研究与实现，主要涉及Farrow结构、恒定束宽、波束形成器、DSP实现等内容。” 本文介绍了针对时域波束形成技术的一种创新方法，即基于Farrow结构的恒定束宽时域波束形成器。波束形成器是信号处理中的重要组成部分，尤其在雷达、无线通信和声纳系统中，它能够控制信号的方向性和聚焦性，从而改善接收或发送信号的质量和性能。恒定束宽的波束形成器则能够在不同频率或距离上保持固定的波束角度，这对于目标检测和跟踪至关重要。 Farrow结构是一种用于实现分数延迟的滤波器结构，其优点在于可以提供高精度的非整数倍采样间隔延迟。在传统的波束形成器中，由于采样间隔限制，实现精确的分数延迟往往是个挑战。而采用Farrow结构，可以有效地解决这个问题，确保波束形成器在不同时间步长下能够维持恒定的束宽。 该波束形成器由三个主要部分组成：数字延时单元、Farrow结构的分数延时单元和幅度加权单元。数字延时单元负责实现整数倍的采样间隔延迟，这是基础的延迟操作。分数延时单元基于Farrow结构，用于提供高精度的非整数倍延迟，以适应不同频率下的波束调整需求。幅度加权单元则根据目标位置和系统的响应，动态调整各通道的增益，以保持波束的形状和宽度不变。 理论分析表明，这种基于Farrow结构的波束形成器具有较高的精度和灵活性，同时保持了恒定束宽的特性。通过计算机仿真实验，进一步验证了该波束形成器的有效性和性能优势。仿真结果证明了该设计能够准确地形成并保持恒定的波束宽度，即使在复杂的信号环境和频率变化条件下也能表现出良好的性能。 为了实际应用，该波束形成器被移植到C6748数字信号处理器（DSP）平台上。这一移植过程展示了其在硬件上的高效实现和实用性，意味着该技术具备了在实际系统中部署的潜力。C6748 DSP是一款高性能的数字信号处理芯片，适合处理实时的信号处理任务，如波束形成。 这项研究不仅提出了一个新的时域波束形成技术，还通过理论分析、计算机仿真和实际平台的实现，充分证明了基于Farrow结构的恒定束宽波束形成器在提高系统性能和适应性方面的优势。这一成果对于提升雷达、通信和声纳系统的性能具有重要意义，并为未来相关领域的研究提供了新的思路和技术基础。