[发明专利]一种接收阵列宽带正交失衡补偿装置

说明书

本发明公开了一种接收阵列宽带正交失衡补偿装置，属于通信、雷达、电子对抗技术领域。其包括随机正交相移模块、窄带补偿模块、去正交阵列合成模块以及自适应失衡估计模块，本发明通过对各接收支路进行随机的正交移相，将射频与基带的宽带正交失衡构造成负相关，从而使宽带不平衡能够在去正交阵列合成过程中相互抵消，再通过窄带的失衡估计与校准矩阵构建，自适应的更新窄带补偿模块校准系数，实现窄带补偿。本发明能够适用于任意规模的宽带接收阵列，并能够适应多种制式的信号、合作与非合作信号、不同信噪比条件以及温度变化带来的影响的I/Q失配补偿等情况，具有宽带工作、硬件复杂度低、所需计算资源少等特点。

技术领域

本发明涉及通信、雷达、电子对抗技术领域，特别是指一种接收阵列宽带正交失衡补偿装置。

背景技术

采用零中频接收机架构实现接收阵列能够简化接收链路的复杂度、降低功耗且容易集成，但其零中频接收机架构所固有的一些技术问题限制了其在实际工程中的应用，本发明主要关注和解决其中宽带I/Q支路幅相失配问题。I/Q支路的幅相不一致性，将产生镜像频率，从而恶化接收阵列系统的动态范围。目前的校准方式主要针对单路接收机，如果直接扩展到接收阵列中应用，所需的计算资源和硬件复杂度都会大幅增加，这将极大增加成本。同时现有的I/Q失配补偿技术大多都针对窄带应用，因此处理稀疏分布在宽带瞬时带宽内多个非合作信号时性能恶化严重。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种接收阵列宽带正交失衡补偿装置，其能够适用于任意规模的宽带接收阵列，同时能够适应多种制式的信号、合作与非合作信号、不同信噪比条件以及温度变化带来的影响的I/Q失配补偿等情况，具有宽带工作、硬件复杂度低、所需计算资源少等特点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种接收阵列宽带正交失衡补偿装置，包括随机正交相移模块A、窄带补偿模块B、去正交阵列合成模块C、自适应失衡估计模块D；外界信号与随机正交相移模块A的第一端口A-1相连，随机正交相移模块A的第二端口A-2与窄带补偿模块B的第一端口B-1相连，窄带补偿模块B的第二端口B-2与去正交阵列合成模块C的第一端口C-1相连，去正交阵列合成模块C的第二端口C-2输出自适应处理后的信号给自适应失衡估计模块D的第一端口D-1，自适应失衡估计模块D的第二端口D-2与窄带补偿模块B的第三端口B-3相连；

外界输入的N个射频信号进入随机正交相移模块A的第一端口A-1，N大于1，随机正交相移模块A对每个射频通道的信号随机实现0°/90°的正交相移，并通过第二端口A-2输出N路数字化后的基带I/Q信号给窄带补偿模块B的第一端口B-1，窄带补偿模块B通过从自适应失衡估计模块D获得的校准矩阵对输入信号进行校准后，由第二端口B-2输出到去正交阵列合成模块C的第一端口C-1；信号在去正交阵列合成模块C中经过去正交处理并合成后，由去正交阵列合成模块C的第二端口C-2对外输出；同时，去正交阵列合成模块C的第二端口C-2输出的信号反馈一路至自适应失衡估计模块D的第一端口D-1，自适应失衡估计模块D对反馈的信号进行I/Q失配估计，构造出校准矩阵，并由自适应失衡估计模块D的第二端口D-2输出到窄带补偿模块B的第三端口B-3。

本发明与背景技术相比具有如下优点：

a)宽频带工作，之前的I/Q校准方法大多针对几MHz～几十MHz带宽的I/Q失配校准，本发明能够实现几百MHz～上千MHz带宽的I/Q失配校准。

b)性能受信噪比影响较小，之前的I/Q失配提取精度受到信噪比影响较大，本发明在阵列合成之后才对I/Q失配进行提取并构建校准矩阵，因为阵列合成能够提供信噪比增益，因此提取得到的I/Q失配信息具有更高精度。

c)本发明的硬件和计算复杂度低。