基于FPGA的自适应波束形成算法实现

　　3 系统仿真与验证

　　本文设计核心部分是基于Stratix系列EPlS10芯片设计的分别对I／Q两路原始数据进行DLMS自适应算法和复数乘加运算，在QuartusⅡ环境下用VHDL语言编写了各功能模块，并进行了仿真，共占用了2 703个逻辑单元，同时应用Matlab对数字结果进行波形仿真，以下为仿真验证的结果。

　　图5为主控模块的仿真波形，其中ST0，ST1，ST2，ST3为复数乘法的4种组合，clk_regbt用来控制乘法器完成乘法，counter_bt用来控制乘数的位选，clk_reg用来控制运算新数的进入、上次计算的完毕和结果的输出。

　　图6为复数乘加模块功能仿真结果，dc_out，ds_out，xc_out，xs_out分别是输入信号和期望信号的实部和虚部，ec_out，es_out，yc_out，ys_out分别为误差和滤波输出的实部和虚部。

　　图7为系统仿真测试结果：系统预形成波束方向为0°方向，干扰从45°传来，通过仿真结果可以看出，主波束在0°方向形成，和预形成主波束吻合，在45°干扰方向形成零陷，并且提高了主波束的增益，满足系统的设计要求。

　　4 结 语

　　自适应DBF是现代声纳阵列信号处理的关键技术之一，本文介绍了利用FPGA芯片实现的自适应BDF结构，给出了相应的硬件设计和仿真验证，采用FPGA结构，硬件成本低，在自适应阵列信号处理系统中具有很好的应用前景,给公司到来很多的发展空间。