摘要UWB 雷达的关键技术之一是UWB（超宽带）阵列信号数字波束形成，对于这一形成过程，以往的窄带移相法存在扫描角度受限和主瓣展宽不准等问题，为避免上面的问题采用直接延时补偿法能够有效的解决。基于上述研究背景，本次毕业设计的主要任务是研究可变延时 UWB 信号的滤波器设计方法，采用 Farrow 结构来实现分数延时滤波器设计，并运用 FIR 滤波器来完成Farrow 结构分支滤波器的设计，最后通过 MATLAB 仿真软件对输入信号分别是连续脉冲UWB 信号和线性调频 UWB 信号进行仿真验证，得出两种信号的幅频特性和群延时特性，验证了Farrow 滤波器实现分数延时的可行性。28459
毕业论文关键词 分数延时 FIR滤波器 Farrow 结构 UWB（超宽带）信号Lagrange 插值
Title Variable delay filter design for UWB signalAbstractUWB radar is one of the key technology of the UWB (ultra wideband) signalbeamforming, the conversional narrow band of phase-shifting method existproblems such as limited scan angle spread and the main lobe spreading,but,thedirect time delay compensation method can effectively avoid the aboveproblems.Based on the above research background,the main task of this graduationproject is the research on variable time delay filter design method of UWB signal,this project adopts Farrow structure to achieve fractional delay filter design,and uses the design of FIR filter to implement branch Farrow structure filter,finally through the MATLAB simulation software simulation of two input UWB signalsof the pulse signal and linear frequency modulation signal, the amplitude frequencycharacteristics and group delay characteristics of two kinds of signal areobtained. The feasibility of Farrow fractional delay filter is shown.
Keywords Fractional delay FIR filter Farrow structureUWB (ultra wideband)signal Lagrange interpolation
目 次
1 引言（或绪论)1
1.1 UWB 延时的发展现状及存在问题1
1.2 分数延时滤波器的发展背景及意义 2
2 UWB信号延时基本理论4
2.1 实现 UWB 信号延时的主要任务 4
2.2 UWB 信号延时在相控阵雷达中作用及存在的基本问题4
3 UWB信号分数延时滤波器的高效结构  5
3.1多速率信号处理法5
3.2 多相滤波结构 5
3.3 Farrow 结构 6
4 Farrow结构分支滤波器设计 8
4.1分数延时滤波器的设计原理8
4.2 IIR 分数延时滤波器设计原理及特点  9
4.3 FIR 分数延时滤波器设计原理及特点 11
4.3.1 自适应法求延时  12
4.3.2 最小二乘法（LS）13
4.3.3 Lagrange 插值法 14
5 滤波器程序的设计17
5.1 主程序的设计17
5.2 输入信号为连续脉冲 UWB 信号的程序设计18
5.3 输入信号为线性调频 UWB 信号的程序设计22
结论  27
致谢  28
参考文献29
附录A 33
附录B 35
1 引言近些年内，阵列天线技术发展为无线通信以及军用雷达领域的关键技术，对于波束的形成是其中较为关键的问题，即要求阵列波束在指向一个特定方向的同时，要控制旁瓣的噪声以及干扰。在过去多使用宽带和窄带系统用作阵列信号的处理，随着近几年UWB（超宽带）技术成为通信和雷达领域内的新兴技术，阵列信号处理同样可以应用UWB信号系统来进行设计。然而在 UWB宽带数字阵列雷达中，由于发射信号到达不同的阵元会产生时间差异，因此就有必要对信号预先进行不同的移相，然后再时延处理，这样才能让阵元接收的信号进行叠加，最后形成波束。而这里提到的延时处理，是指对输入的超宽带信号进行延时，延时的整数部分进行直接延时，小数部分则进行分数延时。其中关于研究如何实现分数延时，就是本次课题所要完成的任务，进行分数延时滤波器的设计，使输入的超宽带信号在输出时能够达到不同分数的延时。 MATLAB可变延时UWB信号滤波器设计:http://www.751com.cn/tongxin/lunwen_23305.html