一种用于阵列测向的多通道幅相误差校正方法

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基于通道切换的阵列幅相误差校正方法

摘要摘要在对阵列信号处理的研究中，波达方向估计（DOA）是一个很重要的内容，并且被很多领域所应用，其中包括雷达、通讯系统、智能办公等。

波达方向估计算法均依赖于理想的信号模型，但受实际应用的环境或者器件自身因素的影响，信号模型往往存在偏差，若直接在理想阵列信号模型的基础上进行DOA估计，所得到的结果误差较大，不能被采用。

基于这一情况，针对阵列存在误差的情况，研究DOA估计算法是必要的。

由于阵列误差中的通道幅相误差对测向的影响较大，因此，本论文主要考虑阵列存在幅相误差的情况，建立误差模型，并研究误差校正方法和DOA估计算法，主要内容可以归纳如下：首先，在理想情况下，简单介绍了干涉仪测向法和多重信号分类（MUSIC）法的算法原理。

当存在阵列幅相误差时，给出了阵列输出信号的数学模型，着重研究幅度误差和相位误差对两种测向算法的影响，并给出了结论，且通过仿真实验证明了结论的正确性。

接着，在已有算法的基础上，推导了基于通道切换的干涉仪测向法的原理，给出了具体的幅相误差校正过程。

当阵列存在幅相误差时，提出了基于通道切换的MUSIC测向法，并给出了具体的推导过程，实现了对阵列幅相误差和来波方向的联合估计。

与基于迭代求解的幅相误差校正法相比，基于通道切换的幅相误差校正方法很容易得到收敛解，算法稳定。

在仿真实验中，当阵列存在幅相误差时，将两种算法的测向效果分别于理想情况下的克拉美罗界进行比较，验证了算法的有效性。

然后，为了进一步减小工程实现的复杂度和计算量，考虑利用基于通道切换的原理仅校正部分阵列的幅相误差。

在阵列幅相误差部分校正的情况下，为了进一步提高测向精度，首先介绍了多通道增强的干涉仪测向法和多通道增强的MUSIC测向法的原理，利用两种算法的测向原理改进了基于通道切换的干涉仪测向法和基于通道切换的MUSIC测向法，并将其分别称为基于通道切换的干涉仪测向法的增强和基于通道切换的MUSIC测向法的增强。

最后，通过具体的仿真验证，给出了增强算法的测向效果。

多通道雷达系统阵列误差校正方法研究

多通道雷达系统阵列误差校正方法研究多通道雷达系统阵列误差校正方法研究摘要：多通道雷达系统广泛应用于目标检测和跟踪等领域，但系统中的阵列误差会导致探测性能下降。

为了提高雷达系统检测的准确性，本文研究了多通道雷达系统阵列误差校正方法。

首先，介绍了多通道雷达系统的工作原理和阵列误差的产生机制。

然后，基于加权方法和最小二乘法，提出了一种有效的阵列误差校正方法。

最后，通过数值模拟实验验证了该方法的有效性和准确性。

关键词：多通道雷达系统、阵列误差、校正方法、加权方法、最小二乘法1. 引言多通道雷达系统由多个接收天线组成的阵列，通过对目标发射的脉冲信号进行接收和处理，实现目标的检测和跟踪。

然而，由于实际雷达系统的制造和安装过程中难免存在误差，如天线之间的间距和相位等误差，这些误差将导致系统的探测性能下降。

因此，对多通道雷达系统进行阵列误差校正具有重要的意义。

2. 多通道雷达系统的阵列误差分析多通道雷达系统中的阵列误差主要包括天线间距误差和天线相位误差。

天线间距误差是指实际天线之间的间距与理想值之间的差异，导致接收到的信号受到了相位干扰。

天线相位误差是指实际天线的相位与理想相位之间的差异，这将导致接收到的信号受到了幅度干扰。

3. 多通道雷达系统阵列误差校正方法为了准确地校正多通道雷达系统中的阵列误差，本文提出了一种基于加权方法和最小二乘法的校正方法。

首先，根据实际测量得到的天线间距误差和天线相位误差，采用加权方法对天线间距进行校正。

然后，基于最小二乘法，通过对接收到的信号进行优化处理，校正天线相位误差。

4. 数值模拟实验为了验证所提出的多通道雷达系统阵列误差校正方法的有效性和准确性，进行了一系列的数值模拟实验。

实验结果表明，通过采用本文提出的校正方法，可以显著减小多通道雷达系统中的阵列误差，提高系统的检测和跟踪性能。

5. 结论本文研究了多通道雷达系统阵列误差校正方法，通过加权方法和最小二乘法，实现了对天线间距误差和天线相位误差的校正。

一种阵列天线幅相误差校正方法设计

图1M 阵元阵列天线图Fig.1M -antenna array一种阵列天线幅相误差校正方法设计魏婵娟，刘鹏（中国空间技术研究院航天恒星科技有限公司北京100086）摘要：阵列信号处理是当前信号处理的热门方向，为信号处理带来极大的方便，阵列信号处理中的各通道不一致问题将会给阵列信号处理带来影响，很多文献中介绍过关于自适应幅相误差校正的理论及方法，但实现起来都比较耗费资源和时间，且效果有待实践验证。

提出一种工程上可实现且计算量较小的通道校正方法-查表法。

通过仿真，结果表明此方法可以对特定来向的有用信号进行较为准确的校正。

关键词：阵列信号；通道校正；查表法中图分类号：TN91文献标识码：A文章编号：1674－6236（2012）24-0047-04Comparison of two adaptive anti -jamming algorithm of navigation recieverWEI Chan -juan ，LIU Peng（Space Star Technology Co.China ’s Academy of Space Technology ，Beijing 100086，China ）Abstract:Array signal processing is a promising aspect of digital signal processing ，it brings much convenience to digital signal processing.But the difference between each channel is a big problem in Array signal processing ，which must be eliminated some times.We can find a lot of calibration methods of the amplitude and phase error among RF channels in many papers ，but most of them need too much computation and time ，and the effect is unknown.A new calibration method -look up table method is put forward ，which are very easy to realize.The MATLAB simulation result reflect its serviceability.Key words:array signal ；amplitude and phase error elimination ；look up table method收稿日期：2012-06-09稿件编号：201206069作者简介：魏婵娟（1987—），女，河北石家庄人，硕士研究生。

一种基于均匀圆阵的多通道幅相误差校正方法

一种基于均匀圆阵的多通道幅相误差校正方法
赵春晖;唐爱华;李刚
【期刊名称】《应用科技》
【年(卷),期】2006(033)001
【摘要】针对空间谱估计MUSIC方法对天线阵各通道增益和相位敏感的情况,对于均匀圆形阵列,提出了一种多通道幅相误差校正方法.该方法在均匀圆阵中心设置了一个校正源,无需知道校正源方向,也不用解方程组就可以对各通道的增益和相位进行估计.对辐射源一维和二维方向的模拟实验结果验证了这种方法的正确性和可行性.
【总页数】3页(P32-34)
【作者】赵春晖;唐爱华;李刚
【作者单位】哈尔滨工程大学,信息与通信工程学院,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工程大学,信息与通信工程学院,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工程大学,信息与通信工程学院,黑龙江,哈尔滨,150001
【正文语种】中文
【中图分类】TN911.83
【相关文献】
1.一种基于旋转测量的阵列幅相误差校正新方法 [J], 程丰;龚子平;张驰;万显荣
2.基于均匀圆阵的幅相误差自校正算法 [J], 鲁祖坤;高鹰;肖剑;石宇
3.一种用于阵列测向的多通道幅相误差校正方法 [J], 王纯钢
4.一种基于双通道空间谱估计结构的阵列幅相误差校正方法 [J], 唐歆;龚晓峰;雒瑞森
5.一种基于一维噪声子空间的幅相误差自校正方法 [J], 周治宇;陈豪
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数字阵列通道幅相误差实时校正方法

数字阵列通道幅相误差实时校正方法作者：凌子涵孙慧峰来源：《中国新通信》2022年第13期摘要：本文对数字阵列通道幅相误差的产生及影响进行了分析与讨论，并给出了基于Remez算法和粒子群优化算法的复系数FIR校正滤波器设计方法，最后通过仿真验证了算法的有效性与工程价值。

关键词：数字阵列;幅相误差;复系数FIR滤波器;粒子群算法一、引言数字阵列天线是在传统相控阵天线的基础上，引入A/D转换器、数字T/R组件等数字化器件，并结合数字波束形成技术和数字处理技术而出现的新型阵列天线。

与传统阵列相比，具有大动态范围、自适应空间干扰抑制、同时多波束形成等优点，在现代雷达中得到了广泛的应用[1]。

宽带数字阵列的每一个通道都包含一个数字T/R组件，其中模拟器件的存在必将导致通道内部的幅相特性与理想特性发生偏离，且随着外部环境因素的变化而变化，导致通道之间的幅相特性产生较大的差异，从而引起通道失配。

阵列信号处理的一个前提假设是各通道频率特性时刻保持一致，当通道间出现失配时，后续数字波束形成效果会受到严重影响，出现主瓣展宽、旁瓣升高等，从而导致雷达检测性能的下降[2-3]。

数字阵列通道误差的校正主要分为预失真校正和实时滤波校正，预失真校正方法通过在系统中加入频率特性与失真特性相反的模块，保证信号线性放大来实现幅相误差校正，具有简单灵活、精确度高等优点，但无法对接收信号进行实时校正，且预失真校正只能对相位误差进行校正而无法对幅度误差进行校正。

实时滤波方法则是通过提取误差通道的幅相特性，并引入一个对应频率特性的数字FIR滤波器对误差进行校正。

FIR滤波器结构简单，易于控制，但实系数FIR滤波器会在整个频带上产生较大的群延迟，且幅相特性总是对称，因此需要设计复系数FIR滤波器对幅相误差进行校正[4-5]。

本文首先分析了通道幅相误差模型及其对阵列性能的影响，接着讨论了通道幅相误差的提取方法，之后研究了复系数FIR滤波器设计方法并使用粒子群算法进行优化，最后分析了实际的校正效果。

一种高速多通道A_D幅相一致性修正的实现方法(精)

第32卷第6期2011年6月微计算机应用MICROCOMPUTER APPLICATIONSVol. 32No. 6Jun. 2011一种高速多通道A /D 幅相一致性修正的实现方法冀映辉1，2蔡炜1，2陈铭2（1中国科学院声学研究所北京1001902北京中科海讯电子科技有限公司北京100107）摘要：相控阵雷达系统中多个A /D通道之间幅度、相位特性存在的不可避免的差异，降低了后续雷达数字信号处理使用数据源的精确度，从而影响了雷达系统的分辨率。

针对这一问题，作者提出了一种自适应修正多A /D通道之间幅相不一致性的方法。

实验证明该方法实现简单、修正结果较好、有较强的工程应用价值。

关键词：相控阵雷达多通道A /D幅相不一致性修正数字下变频Design of RapidIO user －Level Communication Interface and Its ImprovementJI Yinghui 1，2，CAI Wei 1，2，CHEN Ming 2（1Institute of Acoustics ，Chinese Academy of Sciences ，Beijing 100190，China ，2Beijing Zhong Ke Hai Xun Electronics Technology Co. . Ltd. Beijing ，100107，China ）Abstract ：In phased array radar system ，multiple A /Dchannels have different amplitude and phase characteristics unavoidably. This difference reduces source data accuracy in radar digital signal processing and has seriously affecting on phased radar resolution. In or-der to solve this problem ，the author proposes an adaptive correction method which can revise this difference among different A /Dchan-nels. Experiment shows that this method is simple to realization ，has excellent correction results and Engineering applications. Keywords ：phased array radar system ；multiple A /Dchannels ；difference amplitude and phase characteristics revise ；DDC在相控阵雷达信号处理系统中，每个阵面中的多个阵元需要同时接收雷达的回波信号。

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（Ｔｈｅ５１ｓｔＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣＥＴＣ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２Ｏ１８０２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｈｉｃｈｅｖｅｒａｌｇｏｒｉｔｈｍｈａｓｂｅｅｎａｄｏｐｔｅｄ，ｔｈｅｒｅａｒｅａｌｗａｙｓｓｏｍｅｓｕｐｐｏｓｅｄｉｄｅａｌｐｒｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎ
ｒｏｒ，ｅｖｅｎｂｅｉｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｕｔｓｆｏｒｗａｒｄａｃｈａｎｎｅｌｅｒｒｏｒｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ｗｈｉｃｈｃａｎｃａｌｉ —
０
—
造成阵列接收系统的各个通道不一致性的因
素有：（１）阵列接收通道的放大和变换使其输出的幅
百
不论是哪种空间谱估计算法都是对信号的复值
进行处理，由于进入阵列系统的信号电平比较低，所
以进行处理前都需要对接收的信号进行放大和
王纯钢
（中国电子科技集团公司５１所，上海２０１８０２）
摘要：在阵列测向研究领法的正确性验证。但
在实际的系统应用中时，这些假定的条件，有的就不再成立，从而使测向算法产生较大的估计误差，甚至失效。提出
ｉｎｔｈｅａｃｔｕａｌｓｙｓｔｅｍａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｗｉｌｌｍａｋｅｔｈｅＤＦａｌｇｏｒｉｔｈｍｇｅｎｅｒａｔｅｂｉｇｇｉｓｈｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｅｒ —
Ｈｉｌｂｅｒｔ变换等一系列的处理。阵列信号处理的物理基础是信号进入接收阵列的各个阵元后，阵元输
度和相位不一致。其中，影响最大的是本振信号的
ｂｌｙ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｖｅｒｅｓｕｌｔｓｐｒｏｖｅｔｈａｔｔｈｅｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｓｅｆｆｅｃｔｉｖｅ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｒｒａｙｄｉｒｅｃｔｉｏｎｆｉｎｄｉｎｇ；ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｏｆｓｐａｔｉａｌｓｐｅｃｔｒｕｍ；ｅｒｒｏｒｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ
ｂｒａｔｅｔｈｅａｍｐｌｉｔｕｄｅａｎｄｐｈａｓｅｅｒｒｏｒｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｃｈａｎｎｅｌｓｄｕｒｉｎｇｔｈｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｅｖｉｔａ —
２０１３年１Ｏ月第３６卷第５期
舰船电子对抗
ＳＨＩＰＢ０ＡＲＤＥＬＥＣＴＲ０ＮＩＣＣ０ＵＮＴＥＲＭＥＡＳＵＲＥ
Ｏｃｔ．２Ｏ１３
Ｖｏ１．３６Ｎｏ．５
一
种用于阵列测向的多通道幅相误差校正方法
ｎｅｓｓｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｓｏｍｅｓｕｐｐｏｓｅｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｗｉｌｌｎｏｔｃｏｍｅｉｎｔｏｅｘｉｓｔｅｎｃｅ
了一种通道误差校正方法，可对由于各通道在制造时不可避免产生的幅度与相位误差进行校正。仿真结果证明，这
种校正方法是有效的。
关键词：阵列测向；空间谱估计；误差校正
中图分类号：ＴＮ９７１．１
文献标识码：Ａ
文章编号：ＣＮ３２ — １４１３（２０１３）０５，００７７ — ０３
ＡＭｕｌｔｉ — ｃｈａｎｎｅｌＡｍｐｌｉｔｕｄｅａｎｄＰｈａｓｅＥｒｒｏｒＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄｆｏｒＡｒｒａｙＤＦ
ＷＡＮＧＣｈｕｎ— ｇａｎｇ
ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｉｎｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｄｏｍａｉｎｏｆａｒｒａｙｄｉｒｅｃｔｉｏｎｆｉｎｄｉｎｇ（ＤＦ），ｗｈｉｃｈｗｉｌｌｎｏｔａｆｆｅｃｔｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔ－