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宽带数字阵列雷达通道校正技术

冉涌  
【摘要】: 宽带数字阵列雷达拥有许多传统雷达不具有的优势,然而各通道中低噪放,功放等模拟器件的差异和环境温度的变化等因素会导致各个通道的频率特性不一致,即通道失配。宽带数字阵列雷达的各种优良性能是在各通道一致的假设前提下才有的,通道失配会严重影响阵列雷达数字波束形成的效果,降低阵列雷达性能。 为了减小通道失配带来的影响,介绍了多种通道失配模型,通过仿真研究了通道失配导致数字波束形成性能下降的程度,并针对横式滤波结构下的时域校正算法和多种频域校正算法,分析了它们各自的特点和性能上的差异,并通过一组仿真实验比较了它们校正性能的差异。另外,通过仿真实验研究了校正时的采样率、滤波器抽头数等参数选择与最终校正效果的关系,给实际应用中的参数选择提供了参考。 通过对频域不加权最小二乘法和直接逆傅立叶变换法求解过程的分析,证明了它们是完全等价的求解,所以在最后校正结果上没有任何差异。 针对横向滤波结构下的直接逆傅立叶变换算法校正性能不佳的问题,分析了其中的原因,并提出在变换之前先在频域优化设计理想频率响应函数的方法,使得在运算量没有增加的情况下,校正性能得到了改善。 当通道之间的失配是在某些频率处有较大差异,形成频域的尖峰时,要校正它们的理想滤波器的单位脉冲响应序列必然很长,难以用低阶的FIR滤波结构逼近,针对这一问题,引入了拥有全通滤波环节的拉盖尔滤波器,使得校正性能得到改善。 最后,为了保证算法实现的实时性,说明了最小二乘求解和FIR滤波的工程实现方法,并通过在ADSP开发板上编写校正算法程序,说明了优化程序代码的方法,给出了用两片ADSP实现整个通道校正过程的实用方案。


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