[發明專利]基于內外場聯合的頻率分集陣列雷達幅相誤差校正方法

有效

• 申請號: 202110839601.1
• 申請日: 2021-07-23
• 公開（公告）號: CN113759329B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 曾操;孫郁盛;張濤;朱圣棋;許京偉;張玉洪;廖桂生;陶海紅
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 劉長春

本發明提供的一種基于內外場聯合的頻率分集陣列雷達幅相誤差校正方法，應用于頻率分集陣列雷達系統，通過在外場校正模式的狀態下，計算發射通道的外場校正系數以及在內場校正模式的狀態下，計算發射通道的第一內場校正系數，同時考慮發射通道的變化重新計算內場校正系數，之后計算內場校正差分系數以及內外場聯合校正系數，對接收通道的回波信號進行校正。本發明通過構建頻率分集陣列雷達系統，同時考慮到陣列天線與雷達工作通道接口的天線級誤差以及射頻組件誤差，計算發射通道的內外場聯合校正系數，以此校正回波信號，因此本發明可以通過內外場聯合來校正回波信號的幅相誤差，提高頻率分集陣列雷達收發波束形成質量。

技術領域

本發明屬于數字信號處理技術領域，具體涉及一種基于內外場聯合的頻率分集陣列雷達幅相誤差校正方法。

背景技術

陣列信號處理作為現代信號處理領域中的一個重要分支，在雷達領域中具有廣泛的應用。頻率分集陣列(Frequency?Diverse?Array，FDA)雷達作為新體制雷達，它在各發射通道間引入了脈沖重復頻率量級的微小頻率差異，造成各通道發射的信號波形與載頻均不相同。

FDA雷達屬于多通道陣列雷達系統，其存在天線級誤差和射頻組件通道級的系統誤差。在實際工程應用中，陣列雷達系統的誤差會影響到收發波束方向圖的精確性，可能使波束方向圖的主瓣偏離目標方向，零陷偏離干擾方向，這將嚴重影響頻率分集陣列雷達的目標檢測和抗干擾性能。且系統誤差容易受到溫度、濕度等環境影響而呈現隨時間緩變得特性。

在現有技術記載的“多通道雷達幅相自動校正方法和裝置”中，公開了一種基于內場校正的多通道雷達幅相誤差校正方法，該方法將同一射頻測試信號經饋源分別饋入雷達各個接收通道中，獲得各通道的幅相特性，以其中一個通道信號作為基準信號，計算基準信號與其他通道信號之間的相位差與幅度比值得到多通道雷達的校正系數，利用校正系數對各通道的目標回波進行自動修正。在該方法中主要針對雷達射頻組件通道級的時變誤差進行校正，然而在實際系統中存在陣列天線與雷達工作通道接口的天線級誤差對系統誤差的影響較大，這會導致校正的精度下降，雷達波束形成的質量下降。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種基于內外場聯合的頻率分集陣列雷達幅相誤差校正方法。本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

本發明提供的一種基于內外場聯合的頻率分集陣列雷達幅相誤差校正方法，應用于頻率分集陣列雷達系統，所述頻率分集陣列雷達系統包括雷達收發組件以及一個線性陣列天線，雷達收發組件包括多個發射組件、多個接收組件，多個環形器、一個耦合器和多個耦合開關，所述線性陣列天線包括等間距排布的陣元，所述線性陣列天線中的每個陣元通過一個環形器順次連接到對應的發射組件上，與發射組件成對的接收組件連接至所述環形器上，每個環形器與其相連的陣元受一個耦合開關控制連接在一起或與耦合器連接在一起，每一個發射組件接收一個信號處理機發射的線性調頻信號，所述信號處理機通過發射組件與陣元建立發射通道，最后一個耦合開關的第二端所連為開放接口，最后一個環形器受耦合開關控制通過開放接口由射頻電纜連接喇叭天線或直接連接耦合器，所述喇叭天線設置在線性陣列天線陣面等效相位中心的遠場區域，所述頻率分集陣列雷達幅相誤差校正方法包括：

在所述頻率分集陣列雷達系統處于外場校正模式的狀態下，計算發射通道的外場校正系數；

其中，所述外場校正模式為所述發射通道與校正接收通道處于解耦狀態，在解耦狀態下最后一個耦合開關的第二端通過開放接口連接所述喇叭天線，除最后一個外的耦合開關的第一端連接一個陣元，所述校正接收通道為信號處理機與最后一個耦合開關建立的通道；

在所述頻率分集陣列雷達系統處于內場校正模式的狀態下，計算發射通道的第一內場校正系數；

其中，內場校正模式為所述發射通道與校正接收通道處于耦合狀態，在耦合狀態下最后一個耦合開關的第一端連接耦合器，除最后一個外的耦合開關的第二端連接耦合器；