[发明专利]一种宽带阵列校正滤波器系数计算方法

摘要

本发明公开一种宽带阵列校正滤波器系数计算方法。第一步，选择第0个通道为参考通道，第1个到第M个通道为待校正通道；第二步，远场发射一个宽带信号f(t)用于校正滤波器系数计算，该信号频率范围等于阵列工作时接收信号的频率范围；第三步，在校正滤波器系数计算模块中，通过带内最小二乘拟合算法计算每个待校正通道校正滤波器系数，第m个待校正通道的校正滤波器系数矢量为hm，其中m＝1,2,…,M；第四步，校正滤波器系数计算模块把hm传递给第m个待校正通道的校正滤波器，作为滤波器系数。与传统频域校正滤波器系数计算方法相比，本发明方法在相同的滤波器阶数情况下，带内具有更高校正精度。本发明可以应用于宽带接收阵列天线的通道幅相误差校正领域。

主权项

一种宽带阵列校正滤波器系数计算方法，其具体步骤如下：第一步，宽带接收阵列包括M+1个接收通道，第0个通道为参考通道，由阵元、射频前端、模数转换器(ADC)，依次连接构成，第1个到第M个接收通道为待校正通道，每个待校正通道结构相同，由阵元、射频前端、模数转换器(ADC)、校正滤波器依次连接构成；每个待校正通道的校正滤波器为一个由L个系数构成的有限冲击响应(FIR)滤波器，其中L为大于1的整数；校正滤波器系数通过系数计算模块计算得到；第二步，远场发射一个宽带信号f(t)用于校正滤波器系数计算，该信号的数字域频谱范围为[ωL,ωH]，即该信号频率范围等于阵列工作时接收信号的频率范围，其中，ωL表示频率范围下限，而ωH表示频率范围上限，且0<ωL<ωH<2π；参考通道的模数转换器(ADC)输出信号为fref(k)，而第m个待校正通道的模数转换器输出信号为fm(k)，其中，k为采样序号，该序号从0开始编号，m＝1,2,…,M；第三步，在校正滤波器系数计算模块中，通过带内最小二乘拟合方法计算每个通道待校正滤波器系数，第m个待校正通道的校正滤波器系数矢量为hm，其中hm＝[hm0 ... hmL‑1]T，hml(k)表示该滤波器系数，符号“[]T”表示转置，l＝0,1,…,L‑1，m＝1,2,…,M；带内最小二乘拟合方法计算第m个待校正通道的校正滤波器系数的步骤为：(1)在参考通道中，取连续的K个采样信号fref(k)，在第m个待校正通道中，取连续的K个采样信号fm(k)，其中k＝0,1,…,K‑1，K为大于L的正整数；(2)对序列fref＝[fref(0) fref(1) ... fref(K‑1)]和fm＝[fm(0) fm(1) ... fm(K‑1)]分别做离散傅里叶变换，序列fref的离散傅里叶变换输出序列为Fref＝[Fref(0) Fref(1) ... Fref(K‑1)]，fm的离散傅里叶变换输出序列为Fm＝[Fm(0) Fm(1) ... Fm(K‑1)]；(3)通过序列Fref和序列Fm对应元素相除，得到第m个待校正通道的校正滤波器频域响应序列该序列中第n个元素为(4)根据信号频率范围，确定两个正整数nL和nH，其中，nL为满足的最小整数，nH为满足的最大整数；在序列Hm中，取nH‑nL+1个元素，构成列矢量符号“[]T”表示转置；(5)定义(nH‑nL+1)×L维频率因子矩阵(6)计算第m个待校正通道的校正滤波器系数矢量其中符号“[]H”表示求共轭转置，符号“()‑1”表示求逆矩阵；第四步，校正滤波器系数计算模块把hm传递给第m个待校正通道的校正滤波器，作为滤波器系数，用于阵列工作时对接收信号的校正，其中m＝1,2,…,M。