一种改进的宽带数字阵通道均衡频域算法

对于宽带数字阵列雷达,通道之间的幅相特性不一致性（通道失配）严重影响了雷达阵列信号处理的性能,通道均衡是补偿通道失配的一种方法。基本的通道均衡算法可以一定程度补偿通道失配。为了改进基本的通道均衡算法性能,给出了一种参考通道幅度响应加权最小二乘拟合通道均衡频域算法,并通过仿真和实验,对该算法的性能进行了验证。仿真结果表明,该新算法与基本算法相比可以获得更好的幅度和相位一致性,其性能与理想均衡效果更接近。     

宽带阵列通道均衡的工程实现方法研究

对于宽带数字阵列雷达而言,通道之间的幅相特性不一致(即通道失配)会影响雷达阵列信号处理的性能,需要对各通道进行通道均衡来补偿通道失配的损失。基本的通道均衡算法分为时域、频域以及自适应均衡算法,文中通过仿真比较了各类型算法的均衡能力,并着重考虑了参考通道的选择对均衡结果的影响,由此得到通道均衡的最优解决方法。最后,通过雷达工程实验测试,验证了文中宽带通道均衡方法的有效性及最优结果,所得结论对于实际工程设计中改善宽带波束性能具有一定借鉴意义。     

单元交叉极化对自适应阵列性能的影响

该文分析了在存在双极化干扰机条件下的自适应阵列的性能。由于接收天线单元交叉极化方向图不一致性的存在,通过改变两正交极化干扰分量之间的相位,可以导致阵列单元之间的幅相不一致发生变化。这种变化是无法用简单的校正固定幅相误差的方法来加以校正的,从而导致自适应阵列的性能下降。     

非矩形相控阵的抗主瓣干扰与单脉冲测角技术北大核心CSCD

在传统的数字波束形成雷达系统中,为了抑制主瓣干扰,并保持对目标单脉冲角度估计的精度,需要同时形成四个波束。对于大型的雷达天线阵列,数字波束形成通常在子阵上完成。但是对于非矩形天线阵结构,传统的自适应波束形成架构不再适用,单脉冲角度估计的精度会大幅降低。文中针对非矩形平面阵列,提出一种新的自适应波束形成方法。首先,需要对四个接收波束的输出做线性补偿,该补偿因子可通过阵列流形精确计算获得;其次,进行自适应主瓣干扰对消处理;再进行二维数字单脉冲测角。文中在理论推导的基础上,结合相控阵雷达阵列实例给出仿真结果,验证了该方法的有效性。     

基于多DSP的雷达阵列信号处理系统

利用TS201超高性能的计算处理能力以及FPGA支持的高速接口交换能力,实现了一种对算法的适应性强、结构扩展方便的通用信号处理板,设计了一种基于该通用信号处理板的米波雷达阵列信号处理系统,并以幅相校正、自适应旁瓣相消的算法实现为例,详细介绍了该阵列信号处理系统算法的实现方法。该系统运行稳定可靠,达到了系统的设计要求。     

数字阵列MST雷达幅相标校系统设计

数字阵列MST雷达是有源相控阵气象雷达,可探测中层、平流层和对流层的大气风场.该雷达采用了分布式全固态发射技术以及数字波束形成技术,减少了硬件的复杂性,提高了探测性能,更适用于复杂天气过程的探测.幅相标校技术是数字阵列MST雷达的关键技术之一,该技术可以提高雷达的幅相一致性,从而提高雷达的探测性能.文中首先介绍了数字阵列MST雷达的系统组成,然后采用了矩阵分析的方法推导了幅相标校算法,给出了幅相标校系统设计流程,最后得出了一组实际标校结果.     

基于FPGA多通道多带宽多速率DDC设计

数字阵列雷达的核心内容之一是单元级回波信号中频或射频数字化后,在数字域进行幅/相加权实现接收数字波束形成,并具有灵活的波束调度和更好的抗有源干扰的性能,基于多通道数字化接收机的数字阵列模块是数字阵列雷达的关键模块。论述了数字阵列模块内部基于FPGA的多通道、多带宽、多速率数字下变频设计,包括方案设计、仿真设计和工程化设计,同时给出了设计结果,该设计方法可应用于多通道数字化接收机设计。     

通道幅相误差对数字阵列天线性能影响及校准

为实现低副瓣数字阵列天线性能,需要对阵面通道幅相误差进行校准。针对此问题,定性分析了通道幅相误差、阵面通道数与数字阵列天线主要性能(副瓣电平、波束指向、增益)的相对关系,分析结果表明:通道间幅相误差越大,副瓣电平、波束指向、增益越差;通道数越多,副瓣电平、波束指向受通道误差影响越小,而增益受通道幅相误差的影响与阵面通道数无关。结合数字阵雷达实际使用中阵面通道幅相误差修调问题,重点研究了通道误差测量方法。给出了利用内监测法和中场测量法进行通道误差测量的原理、实现方法及适用条件,该2种通道误差测量方法可以作为互补手段使用。最后,给出了一种基于多次测量取平均值的数字阵列幅相误差校准方法,仿真结果表明:校准前后,通道幅相误差分别由2 d B和20°变为0.4 d B和2°,满足指标要求。     

基于分数时延的宽带数字阵列波束形成

对于宽带数字阵列雷达,传统的波束形成方法会导致天线波束扫描不准和主瓣展宽,为此需要使用时延补偿单元取代传统窄带相控阵中的移相单元。为实现宽带数字阵列各阵元传输时延的精确补偿,引入分数时延滤波器。通过对一种分数时延滤波器设计方法及宽带数字阵波束形成原理的分析,提出针对有载波宽带雷达信号的接收波束形成实现结构。仿真结果表明了该方法的有效性,与传统波束形成方法相比,其性能与理想延时更接近。     

互耦补偿后自适应阵列性能的分析

对互耦补偿后的自适应阵列性能作了深入的分析。分析表明,通过对互耦的补偿,自适应阵列能够完全抑制干扰,但是噪声的输出功率随着波束扫描方向的变化而发生变化,导致阵列输出信干噪比（SINR）性能下降。因此,互耦补偿后噪声是影响自适应阵列输出SINR性能的主要因素。仿真结果进一步验证了结论的正确性。     

相控阵发射系统中幅相校准方法研究

提出了一种相控阵发射系统中闭环幅相校准开关阵的方案。从工程实现的角度介绍了校准开关阵的设备组成、特点和性能,论述了相控阵发射系统中幅相校准的原理、分类和实现方式,并详细推导单信道实现幅相检测的算法。该算法利用同一信道幅相误差稳定的特点,建立多组功率测量值的方程,并联立求解出各通道相对基准信道的幅度差和相位差。理论分析和工程实践均验证了该方案的有效性和实用性。     

基于通道合成的数字阵列通道校准方法

通道校准是数字阵雷达的重要技术之一,校准精度影响波束指向、副瓣电平等多个波束形成指标,从而影响整个雷达性能。随着数字阵列规模的不断提升,通道校准对测试时间和测试精度的要求也随之提高。文中首先介绍了一种基于通道合成的数字阵列通道校准方法原理和组成,给出了该测试方法的校准算法;然后,与传统数字阵列通道校准方法的信噪比、记录量、测试时间、幅相标准差等校准性能进行比较;最后,给出了实际测量形成的天线方向图,验证了该方法的有效性。     

有源相控阵雷达天线实时校正方法

针对有源相控阵天线的超低副瓣、高增益及精确波束指向等性能的实现进行分析研究。首先分析一般相控阵雷达天线及其校正耦合网络的结构,并对实时校正的原理以接收校正为例进行详细的阐述,最后通过某有源相控阵雷达天线实测数据验证该方法的有效性及可行性。     

单脉冲和差通道幅-相失衡分析与改善

为了提高单脉冲和差通道的幅相一致性,以降低测角误差,研究了幅相失衡的机理及解决途径。对此,结合单脉冲和差测角体制,分析和差通道幅相失衡的原理,并仿真其对测角特性的影响。最后,在分析理论校正模型的基础上,提出了基于FPGA的数字式校正方案,并给出了实现流程。实践表明,该方法具有较好的可行性,能有效控制和差信号的一致性。     

紧缩场静区幅相性能现场校准系统

针对国内军用及民用各类型天线及目标特性测量常用的紧缩场静区平面波幅相性能现场校准需求,开展了0.3~110 GHz紧缩场现场校准系统的优化设计。研制了微波幅相收发系统、一体化接收探头天线和八自由度、高精确度可移动大型极坐标扫描设备(半径3 m,平面度均方根值0.04 mm),完成了大型紧缩场静区性能校准系统的研制。利用某航天单位的紧缩场对系统性能进行了现场试验验证,结果表明,研制的校准系统功能强,指标高,可以满足各类型紧缩场校准需求。     

基于近场校正的相控阵天线低副瓣方向图综合

相控阵天线单元存在着幅度和相位误差,这些误差的综合作用会导致天线方向图副瓣电平达不到优化设计结果。提出了一种基于近场幅相校正的相控阵天线低副瓣综合方法,首先采用近场单通道测量方法,得到相控阵天线阵面的实测幅相值;然后采用非线性二乘法对天线单元幅度和相位进行优化综合;最后根据优化幅相值对实测幅相值进行修正,获得相控阵天线阵面幅相配置参数。方向图实测结果表明该方法可行、有效。     

有源相控阵天线的近场校准

为实现对相控阵天线的校准,降低幅相误差和阵元失效对天线性能的影响,提出了一种考虑互耦效应的近场校准方法。在利用近场扫描法完成逐一通道校准的基础上,使用旋转矢量法进行二次校准。在应用旋转矢量法（ REV)时,为使被测信号的变化明显,将大规模相控阵天线分为中间、边缘区域进行分区校准。通过二次校准可判定阵元是否失效,提高相控阵天线的幅相一致性;通过分区校准减小阵元间互耦的影响,缩短校准时间。仿真结果表明：此方法用于大型相控阵的校准具有较高的准确性,可改善校准结果。     

相控阵雷达接收通道校准方法仿真

接收通道校正是保证接收波束形成性能的重要环节。构建了内场校准和外场校准相结合的通道校准方法的仿真模型。仿真结果验证了该方法可以明显改善第一副瓣水平,减小幅相误差对系统性能的影响。     

相频扫描阵列通道幅相测试方法研究北大核心CSCD

相频扫描阵列具有频扫低成本和相扫控制灵活等优点,被广泛用于军事和民事。该类阵列的增益、相位扫描面波束副瓣等受通道的幅度相位一致性影响较大,需要经过校准补偿以获得高性能波束。准确高效的通道幅相测试方法是进行校准的前提和基础。文中首先分析了组成相频扫描阵列的波导缝隙天线近场区域的辐射特性,得出在柱面波区域进行取样的可行性。在此基础上提出了扫描架逐行移动取样以及中场取样两类共五种测试方法,并给出了程差的幅相补偿方法。计算了各测试方法所引入的系统误差,分析了它们各自的适用场合。最后对比其中两种测试方法在某相频扫描阵列样机中的幅相测试结果,并给出了补偿校准后的波束测试结果,验证了文中所提出测试方法的准确性和有效性。