文档介绍：国防科学技术大学
硕士学位论文
导弹雷达引信中的自适应波束合成算法改进及实现
姓名:周舟
申请学位级别:硕士
专业:电子科学与技术
指导教师:徐欣
2010-11
国防科学技术大学研究生院硕士学位论文
摘要
雷达引信是一种具有小型战术雷达的引信系统,能够在近距离通过侦测目标
距离、角度等信息选择最佳的爆炸时机,是决定武器杀伤效果的关键部件。而采
用数字波束合成(Digital Beam Forming, DBF)体制的雷达具有抗噪性好,角度分
辨率高的特点,非常适合雷达引信的应用。DBF 中采用的自适应波束合成算法直
接决定着雷达引信性能。分块最小均方(Block Least Mean Square, BLMS)算法收
敛性较好,性能稳定,适于硬件实现,能较好的满足雷达引信应用需求。
然而 BLMS 算法大部分采用乘累加结构,导致计算效率降低,限制了雷达引
信性能的提高。在深入研究 BLMS 算法结构的基础上,采用更高效的查找表
(Look-up Table, LUT)和选择器(Multiplexer, MUX)结构代替乘累加结构,提
出了两种 BLMS 改进算法,并给出了性能分析。经过仿真和测试,与传统 BLMS
算法相比,改进算法具有较好的性能。
基于多相 LUT 的 BLMS 改进算法利用 LUT 结构代替乘累加结构,只需要进
行查表操作而不需要进行乘法。但是该算法需要对查找表数据进行刷新操作,算
法的计算效率随阵元个数增长而呈指数降低,因此仅适用于阵元个数较少的情况。
当系统收敛稳定之后,由于刷新操作次数减少,该算法具有很高的计算效率。
基于 MUX 的 BLMS 改进算法利用 MUX 结构代替乘累加结构,只需要进行 2
选 1 和加法操作而不需要进行乘法,并且不需要进行刷新操作,算法的计算效率
与阵元个数呈一次线性反比关系,在各种情况下均具有较高的算法计算效率,特
别在多阵元情况下相对其他算法性能更加优异。
最后,根据导弹雷达引信应用要求设计了实际的数字波束合成系统,给出了
系统整体和主要模块的仿真与实现。将基于不同自适应波束合成算法设计的系统
进行性能比较,两种 BLMS 改进算法相比传统算法在硬件资源上减少了 70%~80%,
执行时间也有所减小,从而进一步验证了理论分析和仿真结果。

主题词: BLMS 算法 DBF 雷达引信自适应波束合成算法
第 i 页
国防科学技术大学研究生院硕士学位论文
ABSTRACT
Radar fuse is a sort of fuse system with miniature tactical radar, which can choose
the most optimistic explosive spot to maximize damage through detecting the distance
and angle of targets at short range. Therefore, it is the ponent to determine the
damage effect of weapons. The radar system with digital beam forming (DBF) can
satisfy the demands of radar fuse for its good performance on anti-interference and
angle resolution. Therefore, to enhance the performance of the radar fuse, a high
efficiency self-adaption beam forming algorithm of DBF is the key. Block Least Mean
Square (BLMS) algorithm has advantages on convergence, stable performance and
hardware implementation, therefore which can satisfy the application demands of radar
fuse well.
However, because the BLMS algorithm adopts the multiply accumulator
architecture in many parts, putational efficiency reduces and t