星载dbf tx射频通道幅相误差校正
星载dbf tx射频通道幅相误差校
正
星载DBF TX射频通道幅相误差校正是在星载发射器（Transmitter，简称TX）中进行的一项技术，它将在TX 中保证射频通道的恒定功率保持在一定的范围内，从而改善射频系统的性能。
在星载发射系统中，射频（Radio Frequency，RF）的传播是由多个子系统共同实现的，从发射到接收，都会有不同的子系统参与其中。在TX中，射频信号会被分成多个子通道，每个子通道的输出功率要保持恒定才能保证RF系统的正常工作。然而，由于子通道间存在幅度和相位之间的误差，导致每个子通道的功率不能同时保持在预期的值上。
为此，TX中采用了星载DBF TX射频通道幅相误差校正技术来解决这一问题。该技术可以有效地校正子通道之间的幅度和相位误差，从而使得每个子通道的输出功率都能保持恒定，从而改善RF系统的性能。
该技术的基本原理是通过对子通道的幅度和相位进行校正，从而使得每个子通道的输出功率能够恒定。这需要
使用反馈技术，以便将反馈控制信号与子通道的输出功率保持在预设的值上。
星载DBF TX射频通道幅相误差校正的实施步骤如下：首先，通过测量每个子通道的输出功率，获取当前系统中的幅度和相位误差；其次，根据获得的幅度和相位误差，计算出反馈控制信号，以便使每个子通道的输出功率保持恒定；最后，将反馈控制信号输入到系统中，以实现子通道的幅相误差校正。
星载DBF TX射频通道幅相误差校正技术是一种有效的技术，它可以有效地校正子通道之间的幅度和相位误差，从而使得每个子通道的输出功率都能恒定，从而改善RF系统的整体性能。此外，该技术也可以帮助减少RF系统中的失真，从而提高系统的信号传输效率。
MIMO雷达波形优化设计与阵列误差校正方法研究
MIMO雷达波形优化设计与阵列误差校正方法研究 MIMO（多输入多输出）雷达技术是一种基于多天线和多射频通道的雷达系统，能够实现高分辨率成像和目标参数估计。在MIMO雷达系统中，波形设计和阵列误差校正是提高雷达性 能和准确性的关键问题。本文将对MIMO雷达波形优化设计和 阵列误差校正方法进行研究和探讨。 1.引言 随着雷达技术的不断发展，人们对雷达系统的要求越来越高。MIMO雷达系统由于其多天线和多射频通道的特性，具备了较 高的分辨率和较低的误差。然而，在实际应用中，由于环境干扰、波形设计不合理以及阵列误差等因素的影响，MIMO雷达 系统的性能往往无法得到充分发挥。因此，对MIMO雷达的波 形设计和阵列误差校正进行优化研究，具有重要的理论意义和实际应用价值。 2.MIMO雷达波形优化设计 MIMO雷达系统中的波形设计是影响雷达性能的重要因素之一。传统的雷达系统采用脉冲压缩技术提高分辨率，然而在MIMO 雷达系统中，脉冲压缩技术无法充分利用多通道的信息。因此，需要针对MIMO雷达系统进行波形优化设计。 首先，可以采用最小平均方差准则来设计波形。该准则在满足一定约束条件下，通过优化发送波形的自相关矩阵，使接收信号在加性高斯白噪声下的均方误差达到最小。其次，还可以采用极小化传输功率的准则进行波形设计。通过优化波形的功率谱密度，使传输功率最小化，从而提高雷达系统的能效。此外，还可以结合两种准则，综合考虑均方误差和传输功率的权衡，进行综合优化。
3. MIMO雷达阵列误差校正方法研究 阵列误差是MIMO雷达系统中另一个重要的性能影响因素。由于阵列天线之间存在耦合和不一致性等问题，会导致雷达系统中的相位误差、幅度误差和时间延迟等误差。因此，需要针对阵列误差进行校正，以提高雷达系统的准确性和稳定性。 一种常见的阵列误差校正方法是通过引入校正矩阵来对接收到的信号进行校正。校正矩阵可以根据实际测量的阵列误差进行求解，然后用于对接收信号进行校正。此外，还可以采用物理阵列重建方法对阵列误差进行校正。该方法通过对阵列天线进行精确测量，并在信号处理过程中进行重建，从而实现阵列误差的校正。还有一些基于最小二乘法和迭代算法的阵列误差校正方法，这些方法可以根据接收信号与预期信号之间的误差来动态调整校正矩阵，从而实现阵列误差的准确校正。 4. 实验结果分析 通过对MIMO雷达系统的波形优化设计和阵列误差校正方法进行研究，我们可以得到以下实验结果。 首先，通过优化设计MIMO雷达系统的波形，可以显著提高雷达的分辨率和抗干扰性能。实验结果表明，采用最小平均方差准则和传输功率极小化准则相结合的综合优化方法，可以实现较好的性能提升。 其次，通过采用校正矩阵和物理阵列重建等方法对阵列误差进行校正，可以显著改善雷达系统的精度和稳定性。实验结果表明，阵列误差校正方法能够有效消除阵列误差，提高雷达系统的测量精度。 此外，实验还发现，MIMO雷达系统的波形优化设计和阵列误差校正方法是相互关联的。波形优化对阵列误差校正具有一定的要求，而阵列误差校正也可以通过优化波形设计来提高校正
多波束天线通道幅相一致性校正及实现(精)
多波束天线通道幅相一致性校正及实现 朱丽龚文斌杨根庆 （中科院上海微系统与信息技术研究所,上海 200050） 摘要：本文针对多波束天线接收机的通道幅相一致性校正，提出了一种基于自适应算法的校正方法并在FPGA 中实现了该方法。在满足系统要求的前提下，该方法不但实现起来相对容易，而且算法的精度和动态范围也有一定的保证。仿真和试验结果表明，该方法是可行的。关键词：多波束天线，通道失衡，幅相误差，最小均方误差，校正 1．引言 随着人们对卫星通信要求的不断提高，卫星通信技术得到了很大的发展。其中，卫星多波束天线目前己成为提高卫星通信性能、降低系统成本的一项关键性技术。 多通道接收机是DBF 天线系统中信号的必经之路，正是这种多接收通道的结构，使DBF 天线系统增加了幅度和相位误差的潜在来源。与多个天线阵列相连接的多个接收机通道必须要有很高的一致性，否则通道间的失配将严重影响数字波束系统的性能。对多通道间误差的校正正是星载数字多波束天线的关键技术之一。由于目前国内对星载DBF 天线的研究还处于初级阶段，所以需要更多的借鉴智能天线、自适应天线和雷达等领域已有的研究成果。 本文主要针对基于卫星应用的两维阵列DBF 天线系统，采用目前最常用的LMS 算法设计并在FPGA 中实现了对其前端射频多通道接收机的幅相校正系统，最后给出了测试结果。测试结果表明，这种采用定点数制的LMS 算法对系统的幅相误差具有较好的校正性能。 2．数字多波束天线的幅相校正原理
数字多波束天线的组成如图1所示。前端天线阵是由多个天线单元组成两维阵列，阵元接收的信号经射频前端电路、A/ D 转换电路、数字下变频器后送入数字波束形成器处理。[2][1] 设计一个六边形排列的7单元天线阵，A/D后端的数字下变频器和波束形成器均采用FPGA 实现。天线阵接收到的信号首先通过射频通道混频后得到中频信号，再将此模拟中频信号经过ADC 后得到数字中频信号，然后送入DDC 进行下变频；下变频后，每路信号分为正交的I、Q 两路，这些正交的信号再送入波束成形器中进行波束成形，最后的输出即为合成的波束。接收通道在制造时的各种误差、电路器件的选择，A/D的量化精度、DDC 的性能、I/Q两路的正交误差等因素都会引起信号幅度和相位的变化。为了能够正确的波束成形，达到系统的精度要求，就必须要对多通道接收机进行校正，校正系统原理图如下图2 所示。
多发多收SAR系统幅相误差定标方法
多发多收SAR系统幅相误差定标方法 李舆坤;洪峻;明峰 【摘要】方位多通道SAR (Synthetic Aperture Radar)系统采用数字波束形成技术(Digital Beam-Forming,DBF),能够克服最小天线面积的限制,有效地解决了高分辨率与大测绘带之间的矛盾,实现了高分辨率宽测绘带对地观测,多发多收模式是方位多通道SAR未来的发展方向.对于方位多通道SAR系统,通道间的幅相误差对系统成像性能有很大影响,必须对其进行标定.利用子空间投影算法,提出了一种基于地面发射机和接收机的定标方法.其利用地面布设的发射机和接收机,分别估计出接收通道间的幅相误差和发射通道间的幅相误差,实现收发通道相位误差分离,从而估计出多发多收模式下各回波包含的幅相误差值.基于发射机和接收机估计方法的精度均得到了仿真验证.最后通过点目标仿真实验,对提出方法的有效性进行了仿真验证.实验表明,该方法通过布设地面发射机和接收机即可对多发多收模式下通道间的幅相误差进行标定,实现成像的校正. 【期刊名称】《雷达科学与技术》 【年(卷),期】2018(016)002 【总页数】7页(P155-161) 【关键词】方位多通道SAR;多发多收;幅相误差;定标方法 【作者】李舆坤;洪峻;明峰 【作者单位】中国科学院电子学研究所,北京100190;微波成像技术国家重点实验室,北京100190;中国科学院大学,北京100049;中国科学院电子学研究所,北京
100190;微波成像技术国家重点实验室,北京100190;中国科学院电子学研究所,北 京100190;微波成像技术国家重点实验室,北京100190 【正文语种】中文 【中图分类】TN958 0 引言 在传统单通道合成孔径雷达(SAR)成像中,由于存在最小天线面积限制,无法同时获 得宽距离测绘带和高方位分辨率。多通道 SAR 系统采用数字波束形成技术(DBF) 可以在保证无距离模糊的前提下,通过多普勒模糊抑制来实现高分辨宽测绘带成像[1]。方位多通道 SAR在实现高分辨率宽测绘带的过程中，需要对信号进行 DBF 解模糊，这就要求各通道的特性一致，通道位置也必须精确已知[2]。然而，对于 实际星载 SAR 系统，各通道之间存在着不可避免的误差。文献[3]对单星方位多通道 SAR(Multi-Channel SAR, MC-SAR) 系统的误差源进行了分析，由于外界环境因素和通道自身的加工工艺，各接收通道的幅相特性不可能完全一致；同时，安装、制造、测量误差和天线姿态误差都会导致各通道天线相位中心位置测量也存在误差，这两类非理想因素造成了通道间的幅相不一致，将影响星载MC-SAR系统DBF解模糊性能，对成像造成严重影响。因此，通道间幅相误差必须得到校正。针对这一问题，国内外提出了多种估计通道间幅相误差的方法。文献[4]提出了距离互相关法，它需要的运算量极小，但其对系统参数有着很高的要求，需要设置单独的定标模式；文献[5]提出了二维自适应校正法，该算法复杂度很低，但是幅度校正的结 果却不是很理想；文献[6]提出了基于回波数据的子空间投影法，它考虑了噪声的 影响，通过信号子空间与噪声子空间正交性，估计出通道幅相误差。以上文献均是针对星载MC-SAR系统单发多收模式而提出的估计算法，没有考虑多发多收模式
星载数字多波束相控阵天线若干关键技术概要
星载数字多波束相控阵天线若干关键技术 多波束天线技术是提高卫星通信容量和覆盖性能的一项关键技术。随着数字信号处理器件和微波单片集成电路(MMIC)技术的发展,数字多波束相控阵天线技术应用于LEO卫星移动通信系统已成为可能。星载天线多波束赋形技术、射频通道间的幅相误差分析和校正以及DBF系统的非线性失真特性分析与测试等是数字多波束相控阵天线系统设计和实现的关键技术,这些关键技术的解决对星载数字多波束相控阵天线系统的研制起着重要的作用。本文针对这几项关键技术进行了研究。在LEO卫星移动通信系统中,“等通量”覆盖和最佳波束赋形是提高星载天线覆盖效率、保证最大系统容量的关键技术。与接收天线的波束赋形不同,发射天线的波束赋形除了满足主、旁瓣的要求外,还必须考虑阵列幅度加权对功率放大器效率的不利影响。论文提出了一种有限幅度加权的波束赋形新方法,并采用双重编码遗传算法实现阵列加权矢量的优化。通过有限位长的二进制编码把阵列加权矢量的幅度离散化来实现有限幅度加权,使幅度加权值仅仅在几个离散的台阶上变化,缩小了搜索空间,提高了算法的收敛速度;同时对阵列加权矢量的相位采用实数编码,保持了解的精确性。为了克服遗传算法的“早熟”,在采用自适应交叉和变异概率的基础上,提出一种“物种多样性”选择保留策略,使算法更有把握达到全局最优解或准全局最优解。理论分析和仿真结果表明,该方法能够在赋形波束的低旁瓣特性和功率放大器的高效率之间取得较好的折衷。射频通道间的幅相误差对DBF系统的性能有着重要影响,是DBF系统研究的一个热点。通常考虑幅相误差对DBF系统旁瓣电平、波束指向、方向图增益等性能指标的影响。近年来,误差矢量幅度(EVM)作为评估通信系统的信号调制质量的一个指标,已经在许多商业标准中获得了应用,它表征了实际测量信号与参考信号之间的误差。论文以EVM指标为评估对象,利用概率统计的方法分析了DBF系统射频通道间的幅相误差对通信信号调制性能的影响,并通过仿真验证了理论分析的正确性。研究表明,引入EVM指标不仅可以更加全面地反映DBF系统幅相误差所引起的传输信号的损伤,而且可以简化DBF系统测试的复杂度。在多变的空间环境中,射频通道的幅相特性会随着温度、时间的变化而改变,因此,DBF系统中通道间的幅相误差必须进行实时校正。在研究几种常用的星地环路校正技术的基础上,提出了一种m/WH复合正交码的星地环路校正新方法,研究表明该方法具有更好的鲁棒性;并进一步针对LEO卫星通信系统中附加路径损耗对校正性能的影响进行了仿真分析。在星载相控阵天线系统中,虽然星地环路校正方法可以较好地实现通道间的幅相误差的校正,但是校正系数的获得容易受到星地链路的影响。因此,论文提出了一种校正DBF系统发射射频通道幅相误差的星上校正方法,该方法在发射通道中同时注入多路正交码变换的校正测试信号,通过接收多路发射机输出的合成信号,在基带校正算法单元利用正交码的时间相关性和IDFT并行处理方法,同时得到多路射频通道的校正系数。仿真实验结果表明该方法可以有效地实现发射射频通道幅相误差的校正。发射组件是有源相控阵天线系统的核心部件,而发射组件的功率放大器又是发射组件的最关键部件,也是有源相控阵天线系统的最基本和最重要的部件。它直接决定了有源相控阵天线系统的性能和可靠性。它也是星载数字(发射)多波束相控阵天线系统中非线性失真的主要来源,非线性产生的带内失真和带外失真将直接影响DBF系统的性能。本文首先针对多波束系统,建立了表征互调波束特性的数学模型,对三阶互调波束进行了仿真分析;然后,通过ADS软件,构建了DBF系统级仿真模型,结
多波束天线通道幅相一致性校正及实现(精)
多波束天线通道幅相一致性校正及实现(精)
多波束天线通道幅相一致性校正及实现 朱丽龚文斌杨根庆 （中科院上海微系统与信息技术研究所,上海 200050） 摘要：本文针对多波束天线接收机的通道幅相一致性校正，提出了一种基于自适应算法的校正方法并在FPGA 中实现了该方法。在满足系统要求的前提下，该方法不但实现起来相对容易，而且算法的精度和动态范围也有一定的保证。仿真和试验结果表明，该方法是可行的。关键词：多波束天线，通道失衡，幅相误差，最小均方误差，校正 1．引言 随着人们对卫星通信要求的不断提高，卫星通信技术得到了很大的发展。其中，卫星多波束天线目前己成为提高卫星通信性能、降低系统成本的一项关键性技术。 多通道接收机是DBF 天线系统中信号的必经之路，正是这种多接收通道的结构，使DBF 天线系统增加了幅度和相位误差的潜在来源。与多个天线阵列相连接的多个接收机通道必须要有很高的一致性，否则通道间的失配将严重影响数字波束系统的性能。对多通道间误差的校正正是星载数字多波束天线的关键技术之一。由于目前国内对星载DBF 天线的研究还处于初级阶段，所以需要更多的借鉴智能天线、自适应天线和雷达等领域已有的研究成果。 本文主要针对基于卫星应用的两维阵列DBF 天线系统，采用目前最常用的LMS 算法设计并在FPGA 中实现了对其前端射频多通道接收机的幅相校正系统，最后给出了测试结果。测试结果表明，这种采用定点数制的LMS 算法对系统的幅相误差具有较好的校正性能。
2．数字多波束天线的幅相校正原理 数字多波束天线的组成如图1所示。前端天线阵是由多个天线单元组成两维阵列，阵元接收的信号经射频前端电路、A/ D 转换电路、数字下变频器后送入数字波束形成器处理。[2][1] 设计一个六边形排列的7单元天线阵，A/D后端的数字下变频器和波束形成器均采用FPGA 实现。天线阵接收到的信号首先通过射频通道混频后得到中频信号，再将此模拟 中频信号经过ADC 后得到数字中频信号，然后送入DDC 进行下变频；下变频后，每路信号分为正交的I、Q 两路，这些正交的信号再送入波束成形器中进行波束成形，最后的输出即为合成 的波束。接收通道在制造时的各种误差、电路器件的选择，A/D的量化精度、DDC 的性能、I/Q两路的正交误差等因素都会引起信号幅度和相位的变化。为了能够正确的波束成形，达到系统的精度要求，就必须要对多通道接收机进行校正，校正 系统原理图如下图2 所示。
高热流密度阵列的温度一致性工程化设计研究
高热流密度阵列的温度一致性工程化设计研究 翁夏 【摘要】目的研究一种提高高热流密度条件下热源阵列温度一致性的工程化设计方法.方法基于微通道内相变传热的原理,在结构上创新的设计保证通道内各处冷却液的温度尽量在工质的相变点附近,从而缩小各热源之间的温度差异.对一体化综合热物理样机进行数字建模,通过数值模拟的方法,对样机进行稳态的流动和传热分析.结果验证了集总参数仿真的可行性,并获得了样机的流场和温度场分布.结论该样机经由微通道相变强化传热之后,各热源间具有较小的温差,可进行工程化应用.%ObjectiveTo research an engineering design technique on temperature uniformity of TR components in High Heat FluxMethodsBased on the principle of phase change heat transfer in micro-channel, the temperature in micro-channel everywhere was kept within the temperature nearby the phase change point to reduce the difference between heat sources. The digital model for the integrated thermal physical prototype was set up. Stable flow and heat transfer of the prototype were analyzed by numerical si-mulation.ResultsThe feasibility of lumped parameter simulation was verified. The distribution of flow field and temperature field were obtained.ConclusionAfter enhancing heat transfer by phase change in micro-channel of the prototype, the temperature dif-ference between different heat sources is small enough. It might be applied in engineering programs. 【期刊名称】《装备环境工程》
一种星载波束形成接收通道幅相误差校准系统及其方法
（19）中华人民共和国国家知识产权局 （12）发明专利说明书 （10）申请公布号 CN102426300B （43）申请公布日2013.08.28（21）申请号CN201110254945.2 （22）申请日2011.08.31 （71）申请人西安空间无线电技术研究所 地址710100 陕西省西安市长安区西街150号 （72）发明人张宁;楼大年;夏猛 （74）专利代理机构中国航天科技专利中心 代理人安丽 （51）Int.CI 权利要求说明书说明书幅图 （54）发明名称 一种星载波束形成接收通道幅相误差校准系统及其方法 （57）摘要 本发明公开了一种星载波束形成接收 通道幅相误差校准系统及其方法。为了实现 对阵列天线接收通道幅相误差的校准，本发 明在星载阵列天线合成波束的基本结构上， 增加两个耦合器、两个变频器、一个校准信 号源、一个校准馈源和一个校准处理器，从 阵列天线N个通道任选一路耦合输出，并依 次改变N个通道移相衰减器的衰减值，得到 每个通道与基准信号的幅度相位关系，并由 此得到阵列天线各通道的幅相一致性误差， 从而实现校准。本发明结构简单，操作方
便，能够实现对阵列天线波束形成接收通道 的精确校准。 法律状态 法律状态公告日法律状态信息法律状态 2012-04-25公开公开 2012-06-06实质审查的生效实质审查的生效 2013-08-28授权授权
权利要求说明书 一种星载波束形成接收通道幅相误差校准系统及其方法的权利要求说明书内容是....请下载后查看
说明书 一种星载波束形成接收通道幅相误差校准系统及其方法的说明书内容是....请下载后查看
X 波段 ISAR 波形激励与失真补偿
X 波段 ISAR 波形激励与失真补偿 韦春海;程焰平 【摘要】The design method of waveform and RF driver of an X-band extendable high resolution active phase array ISAR is discussed.The principles of the waveform and RF driver circuit are analysed.In the waveform and RF driver circuit,the modulator is used to generate wideband linear FM modulation(LFM) signal.The bandwidth is improved by the frequency multiplication circuit.The key technologies of wideband signal generation and calibration,wideband RF driver of wideband phased array radar system are broken through.The question of hardware sharing between the broadband and narrowband systems is overcome. Field experiment with system,the performance specifications of the waveform and RF driver satisfy the de-mand of the radar system.%论述一种 X波段可扩充相控阵高分辨逆合成孔径雷达波形激励设计过程，分析了波形激励及其内单元电路的原理及指标分配方法，该波形激励采用调制器产生宽带线性调频（LFM）信号，且采用了倍频法提高激励带宽，突破了宽带信号产生及校正、宽带激励等宽带相控阵雷达系统的关键技术，解决了宽带、窄带系统的波形激励硬件共用问题，随整机进行外场实验，性能指标满足要求。 【期刊名称】《雷达科学与技术》 【年(卷),期】2014(000)006 【总页数】6页(P649-653,658)