高精度多通道相參信號(hào)源系統(tǒng)測(cè)量與校準(zhǔn)技術(shù)

　　多通道相參信號(hào)測(cè)量與校準(zhǔn)方法

　　為了對(duì)多通道相參信號(hào)源系統(tǒng)中各個(gè)通道的相位進(jìn)行靈活而精確地設(shè)置，需要對(duì)相參系統(tǒng)進(jìn)行精確地相參測(cè)量和校準(zhǔn)，其主要目的是測(cè)量并補(bǔ)償由于各路信號(hào)源射頻通道路徑時(shí)延和初始相位不同帶來(lái)的相參誤差。對(duì)此，我們采用了基于信號(hào)相關(guān)處理的相參測(cè)量與校準(zhǔn)方法。以?xún)陕废鄥⑿盘?hào)和為例，設(shè)基帶信號(hào)表達(dá)式為

　　(1)

　　其中，為實(shí)信號(hào)包絡(luò)，。基帶信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)源射頻調(diào)制，等效于基帶信號(hào)頻譜由零頻率搬移到載頻 ，同時(shí)由于射頻通路的時(shí)延和初相不同，在將會(huì)在射頻信號(hào)上引入固定相位偏移。假設(shè)兩路相參信號(hào)源的射頻通路之間存在路徑延時(shí)差，兩相參信號(hào)的射頻復(fù)信號(hào)形式可以表示為

　　(2)

　　其中是兩相參信號(hào)源的射頻通路初始相位。根據(jù)上式可知，由路徑時(shí)延誤差 引起的相參信號(hào)誤差包括兩項(xiàng)：一是基帶信號(hào)的包絡(luò)誤差和相位誤差，分別是 ;二是射頻信號(hào)的相位誤差。因此，多通道相參信號(hào)測(cè)量與校準(zhǔn)的關(guān)鍵就在于如何精確地測(cè)量出上述誤差并予以補(bǔ)償。

　　(1) 基帶信號(hào)誤差項(xiàng)的測(cè)量與校準(zhǔn)

　　對(duì)于基帶信號(hào)誤差項(xiàng)的測(cè)量與校準(zhǔn)，我們首先通過(guò)測(cè)量?jī)陕?多路)相參信號(hào)的包絡(luò)延時(shí)得到路徑延時(shí)誤差，然后通過(guò)對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行延時(shí)補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)。

　　包絡(luò)延時(shí)的測(cè)量有許多種有效地方法，我們采用經(jīng)典的信號(hào)相關(guān)法進(jìn)行測(cè)量：

　　(3)

　　上式中當(dāng)且僅當(dāng)達(dá)到最大值，因此可以通過(guò)檢測(cè)相關(guān)函數(shù)的峰值位置得到包絡(luò)延時(shí) 的測(cè)量值。

　　利用測(cè)量得到的重新產(chǎn)生第二通道的基帶信號(hào)

　　(4)

　　于是，經(jīng)過(guò)基帶延時(shí)誤差校準(zhǔn)的第二通道相參信號(hào)表達(dá)式為

　　(5)

　　當(dāng)包絡(luò)延時(shí)測(cè)量精度滿足精度要求的時(shí)候，我們可以認(rèn)為中的基帶信號(hào)誤差被完全校準(zhǔn)，僅剩余射頻相位誤差。

　　(2) 射頻信號(hào)相位誤差的測(cè)量與校準(zhǔn)

　　對(duì)于與，由于兩信號(hào)的包絡(luò)已經(jīng)對(duì)齊，因此射頻相位誤差的測(cè)量可通過(guò)測(cè)量?jī)尚盘?hào)0時(shí)刻互相關(guān)函數(shù)的相位獲得

　　(6)

　　射頻相位誤差的校準(zhǔn)可以通過(guò)在第二通道基帶信號(hào)中加入相位補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，我們通過(guò)加入額外的任意固定相位使得兩相參信號(hào)具有任意的固定相位差

　　(7)

　　因此經(jīng)過(guò)射頻相位誤差校準(zhǔn)后的第二通道相參信號(hào)表達(dá)式為

　　 (8)

　　當(dāng)與估計(jì)精度滿足精度要求時(shí)，我們認(rèn)為與相參，并且具有固定的相位差。