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孔径阵列波束形成器的系统级仿真
Kaushal Buch,巨型米波射电望远镜,NCRA-TIFR
Sreekar Sai Ranganathan,马德拉斯印度理工学院
作为扩展GMRT (eGMRT)项目的一部分,一种多单元、多波束孔径阵列波束形成系统正在开发中。该原型系统是旨在提高巨型米波射电望远镜(GMRT)科学能力的提案的一部分,GMRT是世界上最敏感的米波射电频率观测天体的仪器之一。最初的原型波束形成系统建立在FPGA上,并在l波段(1.1-1.7 GHz)工作,目前正在GMRT基地的自由空间测试范围内进行测试。在最终原型开发的同时,我们使用MATLAB对维瓦尔第天线阵列、射频和模拟信号处理系统以及数字波束形成器进行了端到端仿真®和仿真软件®.通过模拟发射天线、传播通道和多波束干扰源来模拟自由空间测试。仿真在Simulink中进行,使用多个工具箱对波束形成器进行精确建模,包括天线阵列、测试范围和阵列信号处理算法。我们在仿真中测试了线性阵列和矩形阵列的相控阵波束转向、零化和maxSNR波束形成算法/技术,并与实验结果进行了比较。波束形成系统模拟器的模型参数与实际系统保持一致。这使我们能够看到实际系统和模拟系统的性能差异。在天线单元相互耦合的情况下,模拟了最优波束形成,了解其对阵列协方差矩阵、信噪比以及阵列校准过程的影响。本报告将描述模拟器架构和各种波束形成测试,并将结果与实际系统性能进行比较。该模拟器有一个基于工作流程的框架来封装项目的未来需求,并支持不同的阵列信号处理和波束形成应用程序。
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