数字多波束形成DBF原理简介及MATLAB仿真

时间:2025/8/23 23:02:56来源：https://blog.csdn.net/m0_66360845/article/details/142023511 浏览次数: 1次

数字多波束形成DBF原理简介及MATLAB仿真

前言

一、数字多波束原理

二、数字多波束MATLAB仿真

三、仿真源代码（超级详细）

总结

前言

数字多波束性能强大，灵活性高。可以同时生成多个波束，精确控制每个波束的指向。采用数字信号处理技术，接收每个阵元的信号后，将其数字化，利用高速数字处理器进行波束形成和信号处理。每个波束的形成和控制都在数字域完成，灵活性高，能够精确控制波束方向和形状。笔者在学习了相应原理后，完成了数字多波束方向图的仿真，在此记录一下，可供大家参考。

提示：以下是本篇文章正文内容，欢迎各位阅读，转载请附上链接。

一、数字多波束原理

对于均匀矩形阵列，假设在X轴上有M行阵元，每相邻两个阵元之间的间距为 $d_x$ ，Y轴上有N列阵元，相邻两个阵元之间的间距为 $d_y$ ，则一共有MN个阵元。以第(0,0)阵元为参考阵元，并以第(0,0)阵元为坐标原点建立直角坐标系，如下图所示。

假设入射信号为远场窄带信号，入射角度为 $(\theta ,\varphi )$ ，分别表示俯仰角和方位角，则可以得到初级板第（m,n）个阵元的第i(i=1,2,...,I)个波束的数字波束合成的权值为：

$w_{mn}^i=e^{j\frac{2\pi}{c}f_{ci}\left(md_x\sin\theta_i\cos\varphi_i+nd_y\sin\theta_i\sin\varphi_i\right)}$

该权值将被用于波束合成模块中。

二、数字多波束MATLAB仿真

参数设置如下：

c = 3e8; % 光速
M = 8; % X轴阵元个数
N = 10; % y轴阵元个数
Beam_num = 4; % 波束个数
theta0 = [15 30 45 60]; % 俯仰角
phi0 = [60 120 180 240]; % 方位角
f = ones(1,4)*3e9; % 信号频率
dx= 1/2*(c/f(1)); % x轴阵元间距
dy= 1/2*(c/f(1)); % y轴阵元间距

俯仰面的方向图如下图所示：