[发明专利]基于希尔伯特变换的幅相误差估计与校正方法

说明书

本发明公开了一种针对无源相控阵雷达的多路接收通道幅相误差的估计和校正方法，属于雷达信号处理技术领域。该方法通过Monte Carlo实验得到幅相误差估计，通过Hilbert变换对每一通道I/Q路进行独立的幅相误差校正。本发明通过FFT实现大部分运算，校正所需的运算量较低；通过Monte Carlo实验得到误差估计，估计精度较高；由于在频域完成估计和校正，可对不同频段分别校正；由于I/Q两路单独校正，单路IQ之间的幅相误差可一并予以校正。仿真试验和工程实例表明，本发明可有效地校正多路接收通道以及单路IQ之间的幅相误差。

技术领域

本发明涉及的是一种雷达信号处理领域的幅相误差的估计和校正方法，特别是一种针对相控阵雷达的多个接收通道的幅相误差的估计和校正方法。

背景技术

相控阵雷达(Phased Array Radar，PAR)即相位控制电子扫描阵列雷达，其通过控制多个天线单元的相位形成波束，在数据实时性、设备可靠性、多目标追踪能力、电子对抗能力上，相控阵雷达都优于机械扫描雷达

相控阵雷达分为被动无源(PESA)与主动有源(AESA)两种。被动无源相控阵在上世纪已有成熟的系统，而主动有源相控阵在近现代才开始用于舰载、机载等军事用途上。在民用领域，虽然主动有源相控阵具有更好的性能，但是出于成本和设备复杂度的考虑，被动无源相控阵的应用更为广泛

对于被动无源相控阵雷达，其多个接收通道的幅相误差校正是一个关键技术。雷达的多个接收通道会因为器件不一致、温度变化等原因导致幅相误差。幅相误差可能是射频组件带来的误差，如各通道放大器、混频器和滤波器的特性不一致等引起的误差，也可能是天线阵列带来的误差，如阵元位置的微小波动、阵元间互耦以及阵元馈线不同等造成的误差。当存在幅相误差时，会引起脉冲压缩输出信噪比降低，合成波束指向性能下降等不良的影响

常用的多个接收通道的幅相误差校正方法有：通过三角函数的和差化积公式校正幅相误差，此方法需要用到同一个通道的IQ两路相互进行校正，当相位误差接近π/2的整数倍时引入的测量误差较大；通过时域移位校正幅相误差，此方法通常用于硬件的幅相误差校正实现，精度较低，且在时域进行校正，因此假定中频带宽内的幅相误差是一致的，没有频域的选择性

一种有效的幅相误差校正思路是：通过Hilbert变换单独转换I路或者Q路至复数解析域，一方面用于基准信号引入时幅相误差的测量，另一方面可以在复频域进行幅相误差校正。这种方法的好处在于：可以通过Monte Carlo实验得到更精确的校正数据；单独校正I路或者Q路，相互之间没有影响；由于在频域进行校正，所以可以对不同频段分别校正；Hilbert变换可以通过FFT实现，运算量较低，适合实时处理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种针对相控阵雷达的多个接收通道的幅相误差估计以及校正方法

实现本发明的技术解决方案为：

1、基于希尔伯特变换的幅相误差的估计方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

对于具有N个接收通道，中频带宽为B的相控阵雷达：

（1）把M个频点为mf_r的基准点频信号接入接收通道的第n路(I路或者Q路)，其中m=1，2，…，M且B=Mf_r