通道均衡在寬帶數(shù)字陣列雷達(dá)中的技術(shù)研究.pdf

1、寬帶數(shù)字陣列雷達(dá)是采用寬帶信號(hào)波形、發(fā)射和接收都使用數(shù)字技術(shù)和波束形成技術(shù)的陣列天線雷達(dá)。其相對(duì)于傳統(tǒng)相控陣來說，具有巨大的優(yōu)勢(shì)：易于實(shí)現(xiàn)超低副瓣，大的動(dòng)態(tài)范圍，波束掃描速度快，可同時(shí)多波束等。然而寬帶數(shù)字陣列雷達(dá)陣列通道中的模擬器件及其構(gòu)成的電路特性的差異會(huì)使多個(gè)發(fā)射通道和接收通道產(chǎn)生隨頻率變化的幅度和相位特性的不一致，即通道失配。通道失配會(huì)嚴(yán)重影響寬帶數(shù)字陣列雷達(dá)所具有的優(yōu)越性能。 本論文針對(duì)這一問題，分析了通道失配對(duì)雷達(dá)性

2、能的影響，重點(diǎn)研究了寬帶數(shù)字陣列雷達(dá)中的補(bǔ)償通道失配的通道均衡技術(shù)。 首先從理論上推導(dǎo)了通道失配對(duì)數(shù)字波束形成以及脈沖壓縮的影響。給出了FIR擾動(dòng)模型，并通過仿真實(shí)驗(yàn)表明，不論是通道幅度失配，相位失配或者幅度相位均失配，通道失配對(duì)低旁瓣波束形成影響都非常大。工程上，為了得到低旁瓣波束需要精確地控制雷達(dá)通道在整個(gè)波形帶寬內(nèi)的頻率響應(yīng)。 然后研究了通道均衡的時(shí)域算法和頻域算法。通道均衡的時(shí)域算法是基于維納濾波理論和最小二乘理

3、論，文中給出了時(shí)域均衡的基本算法，并基于給出的IIR零極點(diǎn)擾動(dòng)模型進(jìn)行了仿真。本論文重點(diǎn)討論了通道均衡頻域算法，并對(duì)基本算法作了適當(dāng)?shù)男拚床捎眉訖?quán)的最小二乘擬合法，并且把參考通道幅度響應(yīng)作為加權(quán)矩陣的對(duì)角元素，獲得了更好的均衡性能。此外，還詳細(xì)分析了通道頻率響應(yīng)的失配程度、校正信號(hào)信噪比、均衡器抽頭數(shù)、帶寬時(shí)間延遲積、FFT點(diǎn)數(shù)M等因素對(duì)均衡器性能的影響，為以后的工程實(shí)現(xiàn)提供了理論基礎(chǔ)。 為了滿足工程應(yīng)用上計(jì)算復(fù)雜性和性能之間

4、的折中，我們考慮在一定的條件下，用傳統(tǒng)的窄帶校正的方法來替代均衡。通過仿真實(shí)驗(yàn)，可以看出在對(duì)帶寬、通道失配程度、BT值有一定約束時(shí)，以校正來代替均衡能夠在減小計(jì)算量的情況下取得良好的性能。 最后，給出了通道均衡器在數(shù)字陣列雷達(dá)中的實(shí)現(xiàn)方案以及接收通道和發(fā)射通道的均衡器實(shí)現(xiàn)框圖和流程。由于均衡器是復(fù)數(shù)的FIR濾波器。但是FPGA中只能實(shí)現(xiàn)實(shí)數(shù)FIR濾波器，因此在結(jié)構(gòu)上，可以用四個(gè)FIR實(shí)數(shù)濾波器等效一個(gè)復(fù)數(shù)FIR濾波器。FIR濾波