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1、第31卷第10期现代雷达Vo.l31No.102009年10月ModernRadarOct.2009#总体工程#中图分类号:TN958文献标识码:A文章编号:1004-7859(2009)10-0014-03有源相控阵雷达多通道幅相校准研究左平(南京电子技术研究所,南京210039)摘要:为实现有源相控阵天线的超低副瓣性能,对通道校准的剩余误差控制,以及通道间的幅相一致性提出了更高的要求。文中介绍了收/发校准的流程,阐述了基于快速傅里叶变换的天线阵面校准原理,对影响天线性能的误差进行了分析,提出了为提高校准精度采用的校准方法。仿真结果表明,
2、在误差控制范围内,雷达的收发天线性能满足设计要求。关键词:固态有源相控阵;幅相误差;峰值副瓣电平;剩余误差AStudyonErrorsofMult-ichannelAmplitituteandPhaseCalibrationforActivePhasedArrayAntennaZUOPing(NanjingResearchInstituteofElectronicsTechnology,Nanjing210039,China)Abstract:Inordertoguaranteeultralowsidelobelevelofsolide-s
3、tateactivephasedarrayantenna,thereisverystrictrequirementonthecontrolofchannelcalibrationresidualerrorsandonamplititute-phaseconsistencyofmultiplechannels.Firstly,thispaperintroducestheprocessofreceiving/transmittingchannelcalibration,describesthetheoryofantennaarraycalibr
4、ationbasedonFFT,analyzestheerrorsofmult-ichannelreceive/transmissioncalibrationandthenpresentsagoodcalibrationmethodthatwouldimprovethecalibrationaccuracy.Simulationresultsarepresented,whichshowthevalidityofthetheoreticalanalysisandthemeth-odproposedinthispaper.Keywords:so
5、lid-stateactivephasedarray;amplitudeandphaseerrors;peaksidelobeleve;lresidualerrors收支路,由数字接收通道进行下变频并经模/数(A/0引言D)采样后,与参考支路的信号同时送给数字波束形成相控阵雷达天线由众多的天线单元构成,每一个单元(DBF),DBF将每一路接收通道的数据与参考信接收天线单元或由若干个天线单元组成的子阵,都可号分别进行快速傅里叶变换(FFT)处理,将比较后的以看作一个接收通道。为保证天线超低副瓣性能以及幅相数据送给数据处理机,根据校准剩余方差的
6、要求,信号处理采用空时自适应处理(STAP)的有效性,接收判断是否进行下一轮校准。结合数字阵技术,为了进通道采用了数字技术。阵面校准时对多路接收通道的一步提高校准精度,设计加权方案时,采用了两级加幅相一致性提出了很高的要求。权。第1级加权在收/发T/R组件内,第2级加权在本文研究的对象为机载大型有源相控阵,首先介数字波束形成单元(DBF)中。接收校准的原理图,如绍了收发通道的校准流程,对校准原理进行了详细阐图1所示。述,提出基于FFT的算法,给出单个通道的幅相数据。在通道校准过程中,利用实时得到的单通道数据,与希望权值进行比较,得到补偿量,
7、通过控制幅相剩余均方差,进行多次迭代,实现校准目标。误差控制是实现超低副瓣的关键,文中对通道的校准误差进行了分析,在雷达系统实施时予以控制。试验表明,可实现超低天线副瓣电平。1多通道校准原理接收校准时,校准信号通过天线耦合线耦合到接图1接收校准原理图发射校准时,将耦合的激励信号经过发射驱动放通信作者:左平Emai:lxdp-14@hotmai.lcom大功分后到每个T/R组件,矩阵开关通过耦合线将收稿日期:2009-05-08修订日期:2009-08-10)14)#总体工程#左平:有源相控阵雷达多通道幅相校准研究2009,31(10)每个T
8、/R组件发射校准信号,通过数字接收通通道信号与参考信号进行比较,给出校准输出结果道,下变频数字采样后,将数字信号送给数字波束形成Pout=Xnn/Xref(4)单元进行发射校准处
