一種數(shù)字T/R組件幅相誤差校正設(shè)計(jì)

楊柳

（荊州南湖機(jī)械股份有限公司，湖北荊州，434000）

一種數(shù)字T/R組件幅相誤差校正設(shè)計(jì)

楊柳

（荊州南湖機(jī)械股份有限公司，湖北荊州，434000）

數(shù)字T/R組件是數(shù)字化雷達(dá)的重要組成部分，由于信號產(chǎn)生與接收均使用了數(shù)字信號，儀器無法測量信號誤差，因此需要對發(fā)射、接收通道分別進(jìn)行幅相誤差校正。本文結(jié)合一種數(shù)字T/R組件的具體設(shè)計(jì)，介紹了其幅相誤差校正方法。

數(shù)字化雷達(dá)；數(shù)字T/R組件；幅相誤差校正

0 引言

多通道射頻數(shù)字化接收組件使數(shù)字化雷達(dá)具備高探測精度和靈活工作方式，極大發(fā)揮了相控陣威力。同時數(shù)字化通道的引入，導(dǎo)致通道間幅相誤差相對不固定，且經(jīng)過D/A變換后通道內(nèi)的數(shù)字路徑很難使用傳統(tǒng)測量方法精準(zhǔn)測量和補(bǔ)償，未經(jīng)精準(zhǔn)補(bǔ)償?shù)臄?shù)字化通道將給系統(tǒng)帶來極大誤差，大大降低雷達(dá)系統(tǒng)整體性能指標(biāo)。因此在引入數(shù)字T/R組件的同時，需要設(shè)計(jì)數(shù)字T/R組件通道間幅相校正方法并保證校正精度。

1 數(shù)字T/R組件

本文介紹的幅相校正技術(shù)是基于一種數(shù)字T/R組件而設(shè)計(jì)的，該數(shù)字T/R組件使用光纖進(jìn)行通訊。發(fā)射數(shù)字通道基于DDS設(shè)計(jì)，采用變本振下混頻；接收數(shù)字通道基于A/D設(shè)計(jì)，采用射頻直采。

1.1 數(shù)字T/R組件組成

數(shù)字T/R組件由數(shù)字電源模塊、變頻電源模塊、功放電源模塊、數(shù)字收發(fā)模塊、混頻模塊、大功率發(fā)射模塊、環(huán)形器、增益控制模塊等組成，如圖1所示。

圖1 數(shù)字T/R組件原理框圖

1.2 數(shù)字T/R組件工作原理

數(shù)字收發(fā)模塊接收同步時鐘、同步信號，完成相位調(diào)整和倍頻，得到全機(jī)一致的同步信號、同步時鐘、采樣時鐘。通過光纖接收上級指令，控制DDS產(chǎn)生指定調(diào)制方式的中頻信號，輸出到混頻模塊。數(shù)字收發(fā)模塊同時接收增益控制模塊輸出的回波信號并完成射頻直采，采樣結(jié)果與收集的監(jiān)測BIT一起打包輸出。

混頻模塊接收中頻信號、本振信號，完成下混頻，輸出射頻信號。大功率發(fā)射模塊完成射頻信號的功率放大，并提供一定的增益。增益控制模塊完成分段濾波和增益控制，采用數(shù)控衰減器控制增益大小。

2 幅相校正設(shè)計(jì)

2.1 校正設(shè)備組成

圖2 校正設(shè)備組成

幅相校正系統(tǒng)與雷達(dá)系統(tǒng)內(nèi)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)、頻綜設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、主控、顯控等聯(lián)合工作完成，如圖2所示。

2.2 幅相校正原理及流程

2.2.1 發(fā)射通道幅相校正

操作員通過顯控發(fā)送校正指令，主控生成工作任務(wù)并分解，控制頻綜設(shè)備產(chǎn)生同步信號、同步時鐘、測試信號和本振信號，控制數(shù)字T/R組件切換校正狀態(tài)、產(chǎn)生發(fā)射信號，并將發(fā)射激勵耦合信號經(jīng)過內(nèi)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)回送至頻綜設(shè)備。頻綜設(shè)備對被測試通道發(fā)射激勵耦合信號和基準(zhǔn)信號進(jìn)行采樣，將采樣結(jié)果回送主控處理。主控計(jì)算得到誤差值，并更新誤差數(shù)據(jù)表。

2.2.2 接收通道幅相校正

操作員通過顯控向主控發(fā)送校正指令，主控生成工作任務(wù)并分解，控制頻綜設(shè)備產(chǎn)生測試信號，控制數(shù)字T/R組件切換內(nèi)部狀態(tài)開關(guān)。測試信號經(jīng)內(nèi)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)分送給每個T/R組件。T/R組件將測試信號輸出到接收通道，A/D對接收信號進(jìn)行采樣量化，結(jié)果經(jīng)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備輸出到主控，主控計(jì)算得到幅相校正比值，并將校正比值和校正參數(shù)發(fā)送給數(shù)字T/R組件進(jìn)行校正。

3 校正界面設(shè)計(jì)

幅相校正設(shè)置成自動和手動兩種工作模式，可選擇自動全頻點(diǎn)校正，也可選擇手動單頻點(diǎn)校正。校正界面設(shè)計(jì)如圖3和圖4所示。

4 結(jié)束語

本文介紹的幅相校正設(shè)計(jì)方案不需要增加額外校正設(shè)備，屬在線校正，可在雷達(dá)正常工作過程中隨時進(jìn)行手動校正，也可根據(jù)雷達(dá)當(dāng)前檢測到的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的工作性能，針對因外部環(huán)境變化、工作時間推移引起的通道參數(shù)漂移、系統(tǒng)性能參數(shù)變化等情況，迅速作出校正，及時提高雷達(dá)整體探測性能。

圖3 校正手動/自動設(shè)置界面

圖4 校正結(jié)果曲線顯示

[1]吳曼青.數(shù)字陣列雷達(dá)的發(fā)展與構(gòu)想[J].雷達(dá)科學(xué)與技術(shù)2008.6(6):401405.

[2]梁劍. 數(shù)字化雷達(dá)及其發(fā)展[J].雷達(dá)科學(xué)與技術(shù),2008.6(6):406410.

The Design Of A Digital T/R Module Amplitude And Phase Error Correction

Yang Liu
（Jingzhou Nanhu Machinery Co.,Ltd,Jingzhou Hubei,434000）

Digital T/R module is a important part of the digital radar. Instruments can not measure the signal error because the signal generator based on the digitali- zation.This paper introduce a method for amplitude-phase error correction with a design of digital T/R module.

Digital Radar；Digital T/R Module；Amplitude And Phase Error Correction