DBF通道相位校正的工程實(shí)現(xiàn)方法

　　校正部分如圖 2虛線(xiàn)框中所示，包含相位測(cè)量模塊，相位校正因子生成模塊以及相位校正模塊。工作過(guò)程為：在系統(tǒng)剛開(kāi)始工作時(shí)，從微波前端接入自檢信號(hào)，設(shè)置相位校正使能為有效。經(jīng)過(guò)一小段時(shí)間后系統(tǒng)將各通道之間的相位差保存下來(lái)，作為接下來(lái)實(shí)際工作時(shí)通道相位校正的依據(jù)。

　　相位測(cè)量模塊采用CORDIC算法，先求得4路正交變換后的復(fù)信號(hào)的相位并進(jìn)一步求得相對(duì)第1通道的相位差，為使結(jié)果更穩(wěn)定，取多個(gè)結(jié)果的均值。

　　CORDIC的實(shí)現(xiàn)方法分為迭代結(jié)構(gòu)和流水線(xiàn)結(jié)構(gòu)。為了提高速度，在本應(yīng)用中采用流水線(xiàn)結(jié)構(gòu)。流水線(xiàn)級(jí)數(shù)越多，精度越高，所用資源也越多。在本應(yīng)用中采用7級(jí)流水線(xiàn)結(jié)構(gòu)，誤差小于1°，其誤差仿真結(jié)果如圖3所示。

　　相位校正因子生成模塊采用查表法：-180°~180°按等間距取256個(gè)角度，并求得其正余弦值，各量化為8Bit數(shù)據(jù)，存到深度為256的ROM中。當(dāng)測(cè)得相位差均值后，便可直接在表中查到其對(duì)應(yīng)的相位補(bǔ)償值。

　　相位校正模塊將得到的相位校正因子與相應(yīng)通道的數(shù)據(jù)相乘，從而使相位偏差得到校正。

　　3 仿真結(jié)果

　　仿真條件：系統(tǒng)有4個(gè)通道，采樣率為500MHz，信號(hào)波長(zhǎng)為λ，相鄰天線(xiàn)陣元間距d=0.4·λ，經(jīng)微波下變頻后的中頻信號(hào)頻率為319MHz;相位測(cè)量模塊CORDIC流水線(xiàn)為7級(jí)，其輸出為取128個(gè)相對(duì)通道1的相位差的均值;4個(gè)通道的相對(duì)于通道1的相位差分別為[0°-10°-20°25°];束波預(yù)期指向?yàn)?°。下面為仿真結(jié)果如圖4-6所示。

　　仿真分析：如圖 5及圖 6，經(jīng)過(guò)相位校正后，4通道相位基本一致，最終波束合成方向圖指向與預(yù)期指向一致;而未進(jìn)行通道相位校正進(jìn)行的波束合成，波束指向存在偏差，波束合成的增益與相位校正后的波束合成增益相比稍小一些，而且副瓣稍大。

　　4 結(jié)語(yǔ)

　　本文介紹了數(shù)字波束合成的基本原理、工程實(shí)現(xiàn)方法以及仿真結(jié)果。該方法已在硬件平臺(tái)中得到應(yīng)用，具有一定的的參考價(jià)值。但本方法也存在只適用于窄帶系統(tǒng)的局限性，如果要在寬帶系統(tǒng)中應(yīng)用還需進(jìn)一步探討更有效的方法。

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