多功能宽带相控阵的通道均衡技术研究

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1、多功能宽带相控阵的通道均衡技术研究多功能宽带相控阵的通道均衡技术研究第一章绪论1.1多功能宽带相控阵雷达概述多功能宽带相控阵雷达是一种高性能相控阵雷达，可以实现多部传统雷达才能实现的功能，是雷达发展过程中的一项重大进步和创新。20世纪60年代，相控阵雷达的出现主要是为了解决对外空目标的监视问题。从20世纪70年代开始，各种战术相控阵雷达纷纷出现，并且从无源相控阵雷达发展到有源相控阵雷达。20世纪90年代，数字多功能相控阵雷达开始得到迅速发展。进入21世纪，美国首先将多功能相控阵雷达应用于气象监视网，以扩展气象监视的功能；然后，取代正在逐渐老化的国

2、家空中交通监视雷达；目前，为了国土安全和导弹防御需求，被应用于跟踪与识别美国上空的非合作目标。一个多功能雷达网能够完成多项功能，理论上可以取代多个正在老化的单功能常规雷达网，并且能够在全生命周期内低成本地运行和维护。相控阵雷达由于具备多目标能力、快速反应时间、优越的抗干扰性能、灵活的作战模式等优点，成为目前导弹武器系统制导雷达的主要形式。与机械扫描雷达相比，相控阵雷达具有许多优点，例如可同时形成多个波束、波束可灵活捷变等。采用宽带信号是解决多目标分辨、目标成像和识别、目标属性判别及杀伤评估等难题的重要途径。此外，为了提高相控阵雷达的电子侦察能力和

3、抗干扰能力，抗无线电辐射制导导弹、无人机及其他武器平台的攻击，也需要采用宽带雷达信号。采用宽带技术还有效可以降低目标散射截面积的闪烁，改善低空目标多路径效应的影响等。可以说，宽带雷达技术与相控阵雷达技术结合能够提供任何单一技术体制所不能提供的优越功能，能够更好的满足武器系统的各项需求，宽带相控阵制导雷达是目前应用于反导防御系统的骨干雷达。71多功能宽带相控阵的通道均衡技术研究纵观近年来国内外相控阵雷达的发展趋势，随着日益增长的军事需求对雷达的功能要求不断提高，多功能、一体化成为主要发展方向。在未来的电子战中，具有多功能的宽带相控阵雷达必将成为主流

4、。宽带相控阵雷达不仅需要具备对目标的探测、跟踪、成像等功能，还需要在电子对抗措施环境中有效工作。在宽带相控阵雷达系统上实现雷达、侦察、识别、通讯等一体化设计，有助于提高系统综合能力，提高装备一体化水平和平台适装性，使雷达更好的应用于不同的领域和作战平台。综上所述，多功能宽带相控阵雷达能够在武器系统中担负起对空中、海面高价值目标的探测、跟踪、识别、制导拦截弹及杀伤评估等多种功能。进行多功能宽带相控阵雷达技术的研究，对于发展我国的导弹武器系统，推动和促进航天武器装备的可持续、跨越式发展，具有重大的现实意义。1.2宽带相控阵雷达校准技术宽带相控阵雷达是

5、采用宽带信号波形、使用数字技术和波束形成技术的阵列天线雷达。其相对于传统相控阵来说，具有巨大的优势：易于实现超低副瓣，大的动态范围，波束扫描速度快，可同时多波束等。随着A/D采集器件越来越靠近天线，模拟器件对接收支路的影响越来越小。然而即便是射频直接采样,通道特性也受到限幅器、低噪声放大器、模拟带通滤波器等射频前端和A/D器件本身的影响，同时A/D采样之后的数字正交解调也会进一步引入幅相特性的波动。这些因素导致了通道传输特性的失真和各通道之间频率特性的不一致（通道失配）。分析表明，对于单通道处理,带内起伏会导致脉冲压缩旁瓣电平的提高、脉压结果不对

6、称等不良影响；对于旁瓣对消、DBF、到达角估计等阵列处理，通道失配会造成性能的恶化。对于窄带相控阵雷达，可认为通道产生的幅相误差不随频率变化，即带内幅相特性是一致的，通道之间存在幅度误差和相位误差。因此，只要在中心频率上进行校正即可。对于宽带相控阵雷达，通道的传递函数与频率有关，必须考虑在整个信号波形带宽内通道频率特性失配对雷达性能的影响。为了校正这种与频率有关的幅相误差，传统的做法是：将发射通道或接收通道在整个信号带宽内分频段处理，用校正源信号对每个频段分别进行窄带校正，再将幅相误差存入存储器。当雷达工作时，查表进行校正。这种校正方法需要求的校

7、正精度越高，频率划分越细，需要的存储器容量也越大，而且不利于实时处理。71多功能宽带相控阵的通道均衡技术研究利用具有自适应权系数的FIR滤波器能够得到可自适应调节的幅频和相频特性，因此可以在通道中插入附加的FIR滤波器来补偿各通道之间的失配，使通道的频率响应得到均衡，这就是通道均衡技术。这种用于校正的滤波器称为均衡滤波器或简称均衡器。通过使用专门的均衡器可以精确地匹配通道间的幅度和相位，同时也可以减少DBF子系统的计算负担。1.3通道均衡技术研究现状带有自适应通道均衡器的实验系统在国外已有报道：美国海军数字阵列雷达（DAR）项目采用20阶16位的

8、复数FIR进行均衡。林肯实验室的RST雷达自适应DBF系统接收通道采用31抽头的复数FIR滤波器进行自适应通道均衡，为了衡量均衡性能，文