高精度多通道相參信號源系統(tǒng)測量與校準(zhǔn)技術(shù)

　　多通道相參信號測量與校準(zhǔn)方法

　　為了對多通道相參信號源系統(tǒng)中各個通道的相位進(jìn)行靈活而精確地設(shè)置，需要對相參系統(tǒng)進(jìn)行精確地相參測量和校準(zhǔn)，其主要目的是測量并補(bǔ)償由于各路信號源射頻通道路徑時延和初始相位不同帶來的相參誤差。對此，我們采用了基于信號相關(guān)處理的相參測量與校準(zhǔn)方法。以兩路相參信號和為例，設(shè)基帶信號表達(dá)式為

　　(1)

　　其中，為實信號包絡(luò)，。基帶信號經(jīng)過信號源射頻調(diào)制，等效于基帶信號頻譜由零頻率搬移到載頻 ，同時由于射頻通路的時延和初相不同，在將會在射頻信號上引入固定相位偏移。假設(shè)兩路相參信號源的射頻通路之間存在路徑延時差，兩相參信號的射頻復(fù)信號形式可以表示為

　　(2)

　　其中是兩相參信號源的射頻通路初始相位。根據(jù)上式可知，由路徑時延誤差 引起的相參信號誤差包括兩項：一是基帶信號的包絡(luò)誤差和相位誤差，分別是 ;二是射頻信號的相位誤差。因此，多通道相參信號測量與校準(zhǔn)的關(guān)鍵就在于如何精確地測量出上述誤差并予以補(bǔ)償。

　　(1) 基帶信號誤差項的測量與校準(zhǔn)

　　對于基帶信號誤差項的測量與校準(zhǔn)，我們首先通過測量兩路(多路)相參信號的包絡(luò)延時得到路徑延時誤差，然后通過對基帶信號進(jìn)行延時補(bǔ)償實現(xiàn)校準(zhǔn)。

　　包絡(luò)延時的測量有許多種有效地方法，我們采用經(jīng)典的信號相關(guān)法進(jìn)行測量：

　　(3)

　　上式中當(dāng)且僅當(dāng)達(dá)到最大值，因此可以通過檢測相關(guān)函數(shù)的峰值位置得到包絡(luò)延時 的測量值。

　　利用測量得到的重新產(chǎn)生第二通道的基帶信號

　　(4)

　　于是，經(jīng)過基帶延時誤差校準(zhǔn)的第二通道相參信號表達(dá)式為

　　(5)

　　當(dāng)包絡(luò)延時測量精度滿足精度要求的時候，我們可以認(rèn)為中的基帶信號誤差被完全校準(zhǔn)，僅剩余射頻相位誤差。

　　(2) 射頻信號相位誤差的測量與校準(zhǔn)

　　對于與，由于兩信號的包絡(luò)已經(jīng)對齊，因此射頻相位誤差的測量可通過測量兩信號0時刻互相關(guān)函數(shù)的相位獲得

　　(6)

　　射頻相位誤差的校準(zhǔn)可以通過在第二通道基帶信號中加入相位補(bǔ)償實現(xiàn)。同時，我們通過加入額外的任意固定相位使得兩相參信號具有任意的固定相位差

　　(7)

　　因此經(jīng)過射頻相位誤差校準(zhǔn)后的第二通道相參信號表達(dá)式為

　　 (8)

　　當(dāng)與估計精度滿足精度要求時，我們認(rèn)為與相參，并且具有固定的相位差。