DBF通道相位校正的工程实现方法

　　摘要：数字波束合成(DBF，Digital Beam Forming)的关键技术之一是通道相位校正，校正精度直接影响波束合成的效果。文章介绍了波束合成基本原理，给出了一种通道相位校正的工作实现方法，并对该方法进行了MATLAB仿真，分析其性能。该方法已在硬件中得到实现，具有一定的参考价值。

　　引言

　　DBF技术是在模拟波束形成原理的基础上，引入数字信号处理方法之后建立的一门雷达新技术。DBF可以获得优良的波束性能，可以自适应地形成波束实现空域抗干扰，可以进行非线性处理改善角分辨率，还可以同时形成多个独立可控的波束而不损失信噪比，且天线具有较好的自校正和低副瓣性能。而且相比传统的模拟系统，DBF在数字部分处理保留了所有天线阵元信号信息，可以通过数字信号处理的方法获得优良的性能。

　　数字波束合成是对各天线阵元信号进行相位补偿并加权，所以接收通道相位一致性是DBF性能的重要影响因素。本文介绍了通道均衡的原理和算法以及工程实现方法，并给出一则工程实现接收通道校正技术的实例。此算法已在工程中得到应用。

　　1 波束合成的基本原理

　　DBF的原理示意图如图 1。

　　系统中有N个天线阵元，相邻天线阵元之间距离为d，α为入射角，接收信号波长为λ。所以信号到相邻天线阵元的路程差如下：


        所以波束合成公式如下：

　　其中，S_n为第n个阵元的输入信号，S_DBF为波束合成后的结果。

　　2 一种工程上可实现的方法

　　实际应用中，要求DBF处理采用多个接收通道，各个通道之间的相位一致性和通道本身的平稳性是DBF实现的关键。系统结构框图如图 2，系统中有四个通道。