一种用PN码校正相控阵天线通道误差的新方法

为了校准相控阵天线通道间幅相误差,实现精确的数字波束形成,给出了一种用伪噪声序列(PN)码作为校准测试信号的在线校准方法(校准和通信可同时进行)。该方法由特定的校准站发送校准测试信号,被天线各阵元接收,并通过存在误差的各通道,在接收端用与发端相同的PN码作为本地信号与接收信号逐通道做相关运算,对各通道的相关峰值做比较可求出校准矢量进而完成校准。仿真结果表明,该方法可以有效校准相控阵天线通道间的幅相误差,校准后的波束方向图接近理想的波束方向图。     

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。     

基于短时FFT的相控阵远场校准方法

相控阵阵面在外场进行幅相测试时,地面折射波引起的多路径效应是一个主要的误差来源.文中介绍了一种在短时FFT基础上、从地面折射波叠加在直射波上的合成波信号中求解直射波信号的方法,并通过软件仿真采用了该方法校准幅相误差后、阵面波束性能的改善情况.     

一种子空间投影的高分辨宽测绘带SAR成像通道均衡方法

结合数字波束形成技术,多通道SAR可以有效克服天线最小面积的限制,从而实现高分辨率宽测绘带的合成孔径成像。然而通道之间的幅相误差以及基线误差等因素严重影响数字波束形成解模糊操作。该文提出了一种针对高分辨宽测绘带(HRWS)的多通道SAR通道间误差校正方法。该方法考虑了通道误差的多普勒空变性,利用信号子空间和噪声空间的正交性实现对包括基线误差,阵元误差等综合通道间幅相误差的快速优化估计。实测数据验证了方法的有效性。     

幅相不一致对沃森-瓦特测向的影响及解决方法

针对沃森-瓦特测向处理中幅相不一致对定单向及测向准确度的影响问题,分析了定单向法则失效的原因,提出了针对参考通道输出信号的全相位校正方法.利用该方法获取的最优相位修正量对参考通道输出信号进行移相处理,使测向通道与参考通道输出信号之间的相位关系满足定单向法则的要求,提高了定单向方法的稳健性.通过对测向误差特性的分析,给出了因测向通道间幅相误差导致的测向误差表达式,提出了利用最小二乘法计算误差曲线的拟合参数,从而可实现利用有限区域内的测向误差测量数据对全方位测向误差的估计,提高测向的准确度.通过仿真验证了提出方法的有效性.     

基于辅助阵元的方位依赖幅相误差最大似然自校正：针对确定信号模型

针对确定信号模型条件下方位依赖幅相误差的自校正问题,给出了一种基于辅助阵元的方位依赖幅相误差最大似然自校正方法;针对最大似然估计器中出现的高维非线性优化问题,推导了一种改进型交替投影迭代算法,从而实现了信号方位和方位依赖幅相误差的优化计算.此外,还推导了信号方位和方位依赖幅相误差的无偏克拉美罗界(CRB).仿真实验结果验证了新方法的有效性和优越性.     

通道误差对波束形成性能的影响分析

阵列信号中通道误差的存在会影响波束形成算法的性能,使其不能正常工作。通过对通道间及通道带内幅相误差建模,分析其对波束形成的影响。通过对波束形成算法理论分析并结合实际应用情况,通道间幅相误差影响波束形成的波束幅度,不影响波束相位;通道带内幅相误差,会同时影响波束幅度和波束相位。本文给出通道带内误差的校正方法,通过计算机仿真证实本文所分析结果的正确性。     

基于海洋回波的雷达阵列通道校准新方法

高频地波雷达(GWR)使用空间谱估计中的多信号分类(MUSIC)算法估计信号到达角时,阵列天线的互耦和接收通道幅相特性的不一致直接影响到达角的分辨率、估计精度和稳定性.本文提出一种基于海洋回波的雷达阵列通道校准方法,综合考虑阵元互耦和通道失配,无需辅助信号源,从实测海洋回波数据中通过最优化的手段,来获取通道幅相补偿信息和信号到达角估计.利用福建龙海雷达站的实测数据进行计算机模拟实验,证明该方法是可行的.     

一种宽带多通道合成孔径雷达系统幅相特性测量与校正方法

多通道技术可以用来提高系统的频带宽度,是实现分辨率优于0.1 m的超高分辨率机载合成孔径雷达(SAR)系统的一种有效的技术途径。该文针对实际雷达系统中采用的单通道宽带信号发射、8通道下变频接收来完成宽带信号收发的方案,提出一种对该收发系统的幅相误差进行测量和校正的方法,该方法采用空间闭环辐射提取宽带收发通道的幅相误差,采取具有频偏误差修正的矢量网络分析技术完成多通道接收单元中各子通道幅相误差的提取,将两者结合用于补偿整个系统误差对信号合成和成像处理所带来的影响。实际测试数据和外场飞行试验结果验证了该系统测量和校正方法的有效性和可行性。     

基于核函数拟合的雷达信号接收机多通道幅相校准算法与系统设计

<正>雷达接收机的多个接收通道间的幅度和相位必须保持一致，工作温度对各通道接收信号的幅度和相位会产生影响，从而引入误差。论文针对通用雷达信号接收机提出了一种不同温度条件下的多通道幅相校准的工程实现方法，通过数字基带产生校准信号并计算多通道的幅相差，基于核函数拟合方法根据不同工作温度下的误差样本对幅相差值进行估计和校正，最终设计并实现了相应的多通道雷达信号接收机原型，通过仿真和测试结果验证了论文提出的多通道幅相校准方法的正确性和有效性。     

基于反相法的中场校准技术研究

在相控阵天线研制中,阵面校准是非常重要的一环。对比各种校准方法,中场法使用设备少、测试效率高,因而获得了广泛的应用。通常情况下,阵面中的T/R组件内设计有三态开关(发射态、接收态、负载态),中场测试时,通过“逐路通”的方式(逐一选通T/R组件的射频通道,非被测通道处于负载状态),得到所有通道的发射通道(或接收通道)的幅相数据。但在“芯片化”T/R组件组成的阵面中,开关隔离度有限,泄露信号严重干扰被测信号,甚至无法进行正常的故障判断。本文讨论一种基于反相法的中场校准方法,分析了该方法的误差量级,最后通过远场波瓣测试验证了该方法的有效性。     

基于幅相误差阵列的远近场混合信号超分辨测向方法

大多数的超分辨测向方法都需要掌握准确的阵列流型,然而在实际应用当中,各阵元通道对信号的幅度增益和延时往往不一致,使得真正的阵列流型和它的理论模型之间存在一定的误差,最终造成测向性能的下降.针对这个问题,论文提出了一种基于幅相误差阵列的远近场混合信号超分辨测向估计方法.首先对信号的空间谱函数进行变换判断出远场信号方向,接着根据远场信号子空间和噪声子空间的正交性估计出阵列误差并对数据进行校正,在此基础上通过矩阵分解判断出近场信号方向,同时还能够实现近场信号的定位.所提方法直接对信号空间谱函数分母的多项式求根得出信号方向和近场信号距离,回避了谱峰搜索的过程,在保证一定精度的前提下大大提高了计算速度.     

一种阵列天线阵元幅相、位置误差校正方法

针对毫米波热辐射信号弱的问题,该文提出一种对存在阵元幅相、位置误差的线阵进行校正的方法。该文基于低信噪比(SNR)的阵列误差模型,利用单个校正源,其信源方向未精确已知,通过旋转天线阵列在多个校正方位测得校正数据,并估计出阵元幅相、位置误差参数,从而对阵列中的阵元幅相、位置误差进行联合校正。该方法运算复杂度低,具有较高的估计精度,校正性能良好。理论分析和计算机仿真结果表明了该文方法的有效性。     

一种数字T/R组件幅相误差校正设计

数字T/R组件是数字化雷达的重要组成部分,由于信号产生与接收均使用了数字信号,仪器无法测量信号误差,因此需要对发射、接收通道分别进行幅相误差校正.本文结合一种数字T/R组件的具体设计,介绍了其幅相误差校正方法.     

基于近场测试的相控阵天线自动化校准 与阵面监测方法

相控阵天线装配好之后,由于各组成部件机械加工误差、装配误差、部件老化更换和环境温度改变等因素,各 单元通道的初始幅相产生差异,因此必须对天线的所有系统进行校准。本文针对小型化相控阵平台,通过硬连接将相控 阵天线的波控系统与测试设备相结合,提出一种简便的自动化近场逐点校准方法。同时,本文还提出一种简单的外监测 方法。当相控阵天线工作期间,可对阵面的幅相分布进行监测。可在相控阵天线工作期间,对近场幅相校准数据进行修 正,达到阵面自身校准的目的。经对一个16阵元的相控阵天线进行实验测量可知,该自动化校准与阵面自身校准方法可 以准确、快捷测试出天线阵面的幅相分布。非常适合一维、二维相控阵天线,尤其是小型化相控阵天线的幅相校准与监 测。     

通道失配对多通道子带合成SAR性能的影响分析与补偿

通道间的不一致性会降低多通道子带合成SAR的成像性能,必须设法补偿。该文提出了一种基于原始数据的通道间幅相误差的补偿方法。在采集子带合成数据前,先发射和接收一段单一子带信号,并利用各通道信号间的多普勒谱关系来提取通道误差。它不需要借助额外的内定标通路,从而大大简化了系统设计。实测偏置相位中心方位向多波束数据处理结果表明,这种方法对于子带合成通道间的幅相补偿具有较高的实用性。     

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。     

导航抗干扰接收机中通道误差的影响及校准方法

针对导航抗干扰天线阵列的通道间幅相误差对抗干扰性能的影响问题,分析了接收机部分幅相误差的形成原因。并通过Matlab软件分析了在单通道存在幅相误差和多通道均有幅相误差的情况下,对抗干扰性能进行仿真,总结了不同幅相误差造成的影响。最后给出了在数字处理部分校准通道幅相误差的方法,该方法只需在测试或组装前进行一次校准操作即可。给出的仿真结果证明了该方法的能够有效校准通道的幅相。     

毫米波热辐射阵列的空间谱估计阵列误差模型研究

将空间谱估计算法应用于毫米波热辐射阵列接收系统对目标进行超分辨率探测,需要解决目标热辐射信号弱及阵列误差使性能下降这两个主要问题.为此,建立了低信噪比阵列误差模型,该模型综合考虑了通道幅相误差对信源和通道噪声的影响,推导出由它们所造成的阵列接收数据自相关矩阵的特征值扰动范围和信号特征向量空间误差距离.利用该模型提出了一种通道幅相误差校正算法,使得高分辨率的空间谱估计算法能够很好地应用于毫米波热辐射阵列接收系统,并通过实验验证了新模型及校正算法的正确性和有效性.     

星载DBF Tx射频通道幅相误差校正

为了实现精确的多波束形成,该文提出了一种补偿卫星通信多波束系统发射通道幅相误差的校正方法,该方法在发射通道中同时注入多路正交码变换的校正测试信号,通过接收多路发射机的输出信号和,在基带校正算法单元利用正交码的时间相关性和IDFT并行处理的方法,同时得到多路射频通道的校正因子,并对得到的校正因子进行了归一化处理,消除了对通道中非线性器件的影响.仿真结果表明,该方法可以有效地补偿射频通道间的幅相不一致性,校正后的波束方向图接近理想的波束方向图.