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《一種寬帶陣列幅相與互耦誤差聯(lián)合校正算法》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、航空學報ActaAeronauticaetAstrOnauticaSinicaMar．252016V01．37No．31025．1035ISSN1000-6893CN11-1929／Vhttp：Hhkxbbuaa．edu．cahkxb@buaa．educa一種寬帶陣列幅相與互耦誤差聯(lián)合校正算法李衛(wèi)星*，張月，陳曾平，徐世友國防科學技術大學ATR重點實驗室，長沙410073摘要：寬帶數(shù)字陣列雷達接收通道中存在隨頻率變化的幅相誤差和互耦誤差，會嚴重影響雷達性能。針對這一問題，提出了一種寬帶數(shù)字陣列幅相與互
2、耦誤差聯(lián)合校正算法。首先選取通帶內多個離散頻點，對于每個頻點，將幅相誤差和互耦誤差作為一個整體，采用基于子空間原理的窄帶校正算法估計其陣列失真參數(shù)，并計算校正矩陣；然后將其組合起來，構成頻域離散校正矩陣；最后基于最小二乘準則，設計了寬帶有限長脈沖響應(FIR)校正濾波器矩陣。利用該矩陣，可實現(xiàn)通帶范圍內任意帶寬入射信號的校正。計算機仿真實驗驗證了該算法的有效性。對實測數(shù)據(jù)的處理結果表明該算法在寬帶數(shù)字陣列雷達系統(tǒng)中具有實用價值。關鍵詞：寬帶數(shù)字陣列雷達；幅相誤差；互耦誤差；最小二乘；校正矩陣中圖分類號
3、：V243．2；TN911．7文獻標識碼：A文章編號：1000—6893(2016)03—1025—11寬帶數(shù)字陣列雷達(DigitalArrayRadar，DAR)是一種接收和發(fā)射都采用數(shù)字波束形成技術的全數(shù)字化寬帶雷達，具有動態(tài)范圍大、抗干擾能力強、可同時形成多波束和易于實現(xiàn)同時多功能等優(yōu)勢，是未來相控陣雷達的發(fā)展趨勢，受到國內外的廣泛關注【1。3j。在實際的寬帶DAR系統(tǒng)中，由放大器、濾波器、模數(shù)轉換器等模擬器件的不理想性引起的幅相誤差以及天線陣元問的互耦效應引起的互耦誤差，會導致數(shù)字波束形成(
4、Dig—italBeam—Forming，DBF)、高分辨到達角估計(DirectionofArrival，DOA)等處理算法的性能嚴重下降，甚至完全失效口“。因此陣列誤差校正是寬帶DAR能否走向實用化的關鍵技術之一。針對陣列幅相與互耦誤差的校正問題，Gup—ta、Parhizgar和Yu等提出了一類基于電磁計算理論的分析方法[6。8]，將陣列天線等效為一個線性雙向網絡，并通過矩量法計算互耦阻抗矩陣。該類方法需利用矢量網絡分析儀測量各陣元的感應電壓及電流分布，工作量巨大，且天線測量一般需要在微波暗室中
5、進行。因此，有些學者致力于研究從陣列接收數(shù)據(jù)中直接估計出系統(tǒng)誤差的方法。Friedlander和Dai等提出了一種基于子空間原理的校正方法[910]，對幅相誤差、互耦誤差及信源方位等參數(shù)進行聯(lián)合在線估計，通過迭代運算尋找多維最優(yōu)解。該方法不需要已知校正源方位，實現(xiàn)簡單，但容易收斂到局部最優(yōu)值，無法保證參數(shù)估計的唯一性。See等將幅相誤差和互耦誤差作為一個整體，推導出最小二乘準則下陣列誤差矩陣的閉式解，取得了較好的校正效果u1。12]。但該方法需要多個分時工作且方位已知的校正源，且當陣元數(shù)較多時，工作量
6、迅速增加。實際上，天線的互耦效應會隨著距離的增大而迅速減弱，當間距大于一定值時，可認為互耦系數(shù)近似為零，故互耦矩陣具有稀疏性的特點。因收稿日期：2015—05—26；退修日期：2015一07—20；錄用日期：2015—11·19；網絡出版時間：2015—11—2608：29網絡出版地址：WWW．cnkinet／kcms／detail／111929V201511260829002html基金項目：國家自然科學基金(61471373)*通訊作者Tel：0731-84574453E-mail：lee—wei
7、xing@163．corn引羽格式t李衛(wèi)星．張局，陳曾平。等．一種寬帶陣確幅相與互耦誤差聯(lián)合校正算法iJj．航空學攝．2016t37(3)：1025-1035LIWX．ZHANGY，CHENZP，etalWidebandcalibrationalgorithmforamplitude—phaseandmutualcouplingerrors(J2．ActaAeronauticaetAstronauticaSinica，2016．37(3)：102S-1035。航空學報Mar．252016Vol37No
8、．3此，Jaffer和王鼎等在該算法的基礎上，增加了對失真矩陣稀疏性的約束，大大降低了對校正源個數(shù)的需求，減小了運算量，且進一步提高了參數(shù)估計精度‘13-143。上述算法主要針對窄帶陣列進行誤差校正。對于寬帶陣列，幅相誤差和互耦誤差均隨頻率變化，故在通帶范圍內，對于不同頻率的信號分量，其校正矩陣也不一樣。王峰和Liou等對寬帶陣列的幅相誤差校正算法進行研究，提出了幅相校正濾波器的設計方法[1}16]，但沒有考慮互耦誤差的影響。劉章孟和Hong等建立了存在
