通道均衡在寬帶數字陣列雷達中的技術研究.pdf

1、寬帶數字陣列雷達是采用寬帶信號波形、發(fā)射和接收都使用數字技術和波束形成技術的陣列天線雷達。其相對于傳統(tǒng)相控陣來說，具有巨大的優(yōu)勢：易于實現(xiàn)超低副瓣，大的動態(tài)范圍，波束掃描速度快，可同時多波束等。然而寬帶數字陣列雷達陣列通道中的模擬器件及其構成的電路特性的差異會使多個發(fā)射通道和接收通道產生隨頻率變化的幅度和相位特性的不一致，即通道失配。通道失配會嚴重影響寬帶數字陣列雷達所具有的優(yōu)越性能。 本論文針對這一問題，分析了通道失配對雷達性

2、能的影響，重點研究了寬帶數字陣列雷達中的補償通道失配的通道均衡技術。 首先從理論上推導了通道失配對數字波束形成以及脈沖壓縮的影響。給出了FIR擾動模型，并通過仿真實驗表明，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通道在整個波形帶寬內的頻率響應。 然后研究了通道均衡的時域算法和頻域算法。通道均衡的時域算法是基于維納濾波理論和最小二乘理

3、論，文中給出了時域均衡的基本算法，并基于給出的IIR零極點擾動模型進行了仿真。本論文重點討論了通道均衡頻域算法，并對基本算法作了適當的修正即采用加權的最小二乘擬合法，并且把參考通道幅度響應作為加權矩陣的對角元素，獲得了更好的均衡性能。此外，還詳細分析了通道頻率響應的失配程度、校正信號信噪比、均衡器抽頭數、帶寬時間延遲積、FFT點數M等因素對均衡器性能的影響，為以后的工程實現(xiàn)提供了理論基礎。 為了滿足工程應用上計算復雜性和性能之間

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。通過仿真實驗，可以看出在對帶寬、通道失配程度、BT值有一定約束時，以校正來代替均衡能夠在減小計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字陣列雷達中的實現(xiàn)方案以及接收通道和發(fā)射通道的均衡器實現(xiàn)框圖和流程。由于均衡器是復數的FIR濾波器。但是FPGA中只能實現(xiàn)實數FIR濾波器，因此在結構上，可以用四個FIR實數濾波器等效一個復數FIR濾波器。FIR濾波