[发明专利]一种相控阵雷达射频通道频率及相位一致性的补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及雷达信号处理领域，具体涉及一种相控阵雷达射频通道频率及相位一致性的补偿方法。 

背景技术

宽频带相控阵雷达是我国国防现代化建设的重要装备，为了实现远的探测距离，需要相控阵雷达具有大的口径；为了实现大角度空域覆盖，需要相控阵雷达具有宽角扫描能力；为了实现空间目标识别，需要相控阵雷达具有高的距离分辨力，即雷达发射信号要具有大的带宽。但是，随着天线口径和发射信号带宽的增加，相控阵雷达的孔径效应越来越严重。目前，孔径渡越时间问题的解决方法已经比较成熟。在理想情况下，进行孔径渡越时间补偿后，各通道信号可以相参叠加，但实际的相控阵雷达系统中，由于各通道微波器件以及物理连接特性的不同，经过的延时会有差异，这将导致合成后的回波信号能量损失，进而造成雷达探测威力下降。所以必须对各通道信号进行补偿，才能解决相控阵雷达各通道信号合成后能量损失问题。 

下面以两通道为例简述两通道信号经过不同延时，导致相位不一致，叠加后能量损失的问题。 

发射过程如图1所示，中频宽带数字信号经过数模转换(DAC Digital to Analog Converter)变为模拟信号，中频传输路径进行经过模拟上变频即与射频本振经过混频模块滤波后，信号输入到射频通道，经过适当加权形成某特定波束由天线辐射指向到空间环境。设中频宽带数字信号为s_I(t)： 

sI(t)=cos{2π[(fI-B2)t+kt22]}---(1-1)]]>

式中f_I是中频载频，B是信号带宽，k是调频斜率。经过中频传输路径信号变为s_I(t-t_L)，与射频本振混频滤波后得到射频宽带信号s(t)： 

式中f_c是射频本振载频，t_L为中频信号的传输延时，t_c为射频信号的传输延时，为射频本振的初相。由于每个通道的t_L、t_c、可能不同，将导致各通道发射信号的频率和相位不同，无法在目标方向相参叠加，导致雷达探测威力降低。 

接收过程如图2所示，各天线接收到的射频宽带信号经过射频通道进行模拟下变频即与射频本振经过模拟混频滤波后，信号输入到中频通道，由高速模数转换(ADC Analog to Digital Converter)直接采集，将中频宽带数字信号进行数字去斜本振和数控振荡器(NCO Numerically Controlled Oscillator)处理，最后将各通道信号合成后进行处理。设天线接收到的射频宽带信号为s_r(t):