文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.223104
中文引用格式： 張小龍，朱楓，夏德平，等. 有源相控陣雷達均衡技術研究與實現[J].電子技術應用，2022，48(9)：6-12.
英文引用格式： Zhang Xiaolong，Zhu Feng，Xia Deping，et al. Research and implementation of active phased array radar equalization technology[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(9)：6-12.
0 引言
現代電子戰爭正面臨快速變化的復雜電磁環境，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字收發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生的誤差與頻率無關，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系數可配置的有限沖激響應(Finite Impulse Response，FIR)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。
根據計算均衡器系數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可能會出現病態矩陣，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]提出頻域加權均衡算法，文獻[15]提出采用參考通道的幅度響應作為加權矩陣的對角元素，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，現有研究大多以特定的仿真模型及失配通道為基礎，對算法的改進進行驗證，鮮有實測寬帶數據作為支撐[19]，僅文獻[20-21]錄取了5 MHz及200 MHz帶寬的實測數據，但僅用剩余失配特性來評價均衡效果不夠完善。本文構建了結合剩余失配特性、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均衡算法，并提出新的矩形窗加權矩陣，仿真及實測數據驗證了該加權矩陣的有效性。
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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)
