0 引言

    現(xiàn)代電子戰(zhàn)爭正面臨快速變化的復雜電磁環(huán)境，多種軍民事應用對雷達提出了高分辨率、抗干擾、目標成像和型號識別等要求^[1]。傳統(tǒng)窄帶有源相控陣雷達難以完成上述功能，采用寬帶信號的雷達逐漸成為一種選擇。

    相控陣雷達中眾多陣列天線單元及數(shù)字收發(fā)組件的各種模擬器件是引起各通道間幅相不一致的主要因素，對于窄帶信號可近似認為通道產(chǎn)生的誤差與頻率無關(guān)，校準時僅需在中心頻點進行校正。然而寬帶雷達各通道間的幅相特性隨頻率變化較大，包括通道帶內(nèi)及通道間的頻率特性不一致，這種不一致常稱為通道失配^[2]。通道失配將會影響數(shù)字波束形成(Digital Beam Forming，DBF)副瓣電平^[3]、旁瓣相消對消比^[4]及陣列輸出信號信干噪比^[5]等陣列處理的性能，通常在各通道中插入權(quán)系數(shù)可配置的有限沖激響應(Finite Impulse Response，F(xiàn)IR)濾波器來補償通道失配，通道均衡的目的即計算各均衡濾波器的系數(shù)。

    根據(jù)計算均衡器系數(shù)方法的不同可將均衡算法分為時域^[6]和頻域^[7]兩大類，文獻[2]證明了這兩類方法是等效的，并且提出了均衡評價準則。均衡算法的研究主要圍繞以下幾點進行：第一，隨著通道誤差的增大，提升均衡濾波器的階數(shù)可能會出現(xiàn)病態(tài)矩陣，文獻[8-9]提出了對角加載法，但加載量難以確定，文獻[10]提出用正則化方法來解決矩陣病態(tài)的問題，并分析了正則化方法的應用條件，文獻[11]提出利用奇異值分解的辦法提高校正的穩(wěn)定性，但都以硬件復雜度的提高和犧牲實時性為代價；第二，信號帶寬較寬及高次畸變時的均衡效果不理想，對此文獻[12-13]提出了帶寬分割進行分段均衡的方法，但帶寬分割數(shù)量難以確定；第三，針對帶外誤差控制，文獻[7]及[14]提出頻域加權(quán)均衡算法，文獻[15]提出采用參考通道的幅度響應作為加權(quán)矩陣的對角元素，文獻[16-18]都對帶外誤差進行各種形式的擴展，以降低對均衡效果的影響。此外，現(xiàn)有研究大多以特定的仿真模型及失配通道為基礎(chǔ)，對算法的改進進行驗證，鮮有實測寬帶數(shù)據(jù)作為支撐^[19]，僅文獻[20-21]錄取了5 MHz及200 MHz帶寬的實測數(shù)據(jù)，但僅用剩余失配特性來評價均衡效果不夠完善。本文構(gòu)建了結(jié)合剩余失配特性、脈沖壓縮及波束形成方向圖的綜合均衡評價體系，在某機載有源相控陣雷達平臺上，實驗驗證了150 MHz帶寬信號的頻域加權(quán)均衡算法，并提出新的矩形窗加權(quán)矩陣，仿真及實測數(shù)據(jù)驗證了該加權(quán)矩陣的有效性。

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作者信息：

張小龍1，朱  楓2，夏德平1，楊  斌1

(1.南京電子技術(shù)研究所，江蘇 南京210039；2.東南大學毫米波國家重點實驗室，江蘇 南京210096)