DBF通道相位校正的工程實(shí)現(xiàn)方法

　　摘要：數(shù)字波束合成(DBF，Digital Beam Forming)的關(guān)鍵技術(shù)之一是通道相位校正，校正精度直接影響波束合成的效果。文章介紹了波束合成基本原理，給出了一種通道相位校正的工作實(shí)現(xiàn)方法，并對(duì)該方法進(jìn)行了MATLAB仿真，分析其性能。該方法已在硬件中得到實(shí)現(xiàn)，具有一定的參考價(jià)值。

　　引言

　　DBF技術(shù)是在模擬波束形成原理的基礎(chǔ)上，引入數(shù)字信號(hào)處理方法之后建立的一門雷達(dá)新技術(shù)。DBF可以獲得優(yōu)良的波束性能，可以自適應(yīng)地形成波束實(shí)現(xiàn)空域抗干擾，可以進(jìn)行非線性處理改善角分辨率，還可以同時(shí)形成多個(gè)獨(dú)立可控的波束而不損失信噪比，且天線具有較好的自校正和低副瓣性能。而且相比傳統(tǒng)的模擬系統(tǒng)，DBF在數(shù)字部分處理保留了所有天線陣元信號(hào)信息，可以通過數(shù)字信號(hào)處理的方法獲得優(yōu)良的性能。

　　數(shù)字波束合成是對(duì)各天線陣元信號(hào)進(jìn)行相位補(bǔ)償并加權(quán)，所以接收通道相位一致性是DBF性能的重要影響因素。本文介紹了通道均衡的原理和算法以及工程實(shí)現(xiàn)方法，并給出一則工程實(shí)現(xiàn)接收通道校正技術(shù)的實(shí)例。此算法已在工程中得到應(yīng)用。

　　1 波束合成的基本原理

　　DBF的原理示意圖如圖 1。

　　系統(tǒng)中有N個(gè)天線陣元，相鄰天線陣元之間距離為d，α為入射角，接收信號(hào)波長(zhǎng)為λ。所以信號(hào)到相鄰天線陣元的路程差如下：


        所以波束合成公式如下：

　　其中，S_n為第n個(gè)陣元的輸入信號(hào)，S_DBF為波束合成后的結(jié)果。

　　2 一種工程上可實(shí)現(xiàn)的方法

　　實(shí)際應(yīng)用中，要求DBF處理采用多個(gè)接收通道，各個(gè)通道之間的相位一致性和通道本身的平穩(wěn)性是DBF實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖 2，系統(tǒng)中有四個(gè)通道。