【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及数字信号处理，具体而言，涉及一种宽带阵列接收通道间幅相误差的时域校正及验证方法、介质及装置。
技术介绍
1、宽带数字阵列接收通常采用数字波束形成(digital beam forming，dbf)技术，在中频或基带生成波束加权值或时间延迟，需要接收各通道内传输延时必须是一致的，且各频率特性也必须是一致的，然而在实际应用中，由于功放、dds、滤波器、混频器、ad变换器和频率源等模拟器件不可避免存在幅度和相位误差，通道之间幅相特性的不一致性(即通道失配)将会对dbf产生严重的影响。文献《阵列幅相误差校正算法及其工程实现》(西安电子科技大学，2012)需要在每个通道中加入一个数字滤波器，这样就使得通道内总频率响应与频率无关，这种滤波器称为均衡校正滤波器，重点关注滤波器的幅相补偿能力没有评估通道性能；文献《通道均衡在宽带数字阵列雷达中的技术研究》(电子科技大学，2008)指出频域校正在频点远离中心频率、通道失配中幅度和相位波动较大时效果不理想，只使用于带宽不太大，通道失配不太严重的应用场景。
2、现有宽带阵列接收通道间幅度和相位误差计算大多采用频域方法，数字信号先进行时频转换分解为多个窄带信号，在通道窄带上同步采集梳状谱校正信号的频率响应，然后选择参考通道计算归一化频域校正系数，获取频域校正系数可直接下发带通道窄带加权参数中实现频域校正，也可转换为时域校正滤波器实现时域校正。其中通道间同步性能体现在相位校正系数，同步延时在通道宽带频率响应中为线性相位，叠加通道宽带相位误差后，此时频域校正系数无法定位采样点级同步
技术实现思路
1、本专利技术旨在提供一种宽带阵列接收通道间幅相误差的时域校正及验证方法、介质及装置，以精确评估接收通道同步和通道频率响应性能，辅助定位和排查宽带接收通道存在的问题。
2、本专利技术提供的一种宽带阵列接收通道间幅相误差的时域校正及验证方法，包括如下步骤：
3、步骤1，同步采集频率响应并计算频域校正系数；
4、步骤2，基于频域校正系数计算各通道时域线性滤波器系数和频域响应；
5、步骤3，通过时域线性滤波器系数和频域响应，评估各通道的频率响应和同步性能。
6、进一步的，步骤1包括：
7、设定fpga中接收通道已打标同步标识；
8、fpga依据同步标识延时t1产生频域校正节拍；
9、在校正节拍上升沿触发产生内部匿影信号，设定持续时间为t2；
10、在内部匿影有效时下发梳状谱控制参数，然后在同步标识上升沿触发数据采集窄带频率响应数据；在校正节拍上升沿后t3时刻产生触发信号读取m个通道k个窄带频点校正前的频率响应数据；
11、选择参考通道，计算各通道的频域校正系数。
12、进一步的，各通道的频域校正系数为：
13、
14、其中，p(k,1)为参考通道第k个窄带频点校正前的频率响应数据，p(k，n)为通道n第k个窄带频点校正前的频率响应数据；ωzk为中频频率。
15、进一步的，步骤2包括：
16、中频频率ωzk对应射频频率为ωk＝ωzk+ωh，其中，ωh为混频频率，频响定义为e＝[e(ωz1)，…，e(ωzk)]t为中频频率响应矩阵，l为中频时域线性滤波器的抽头数；
17、采用最小均方误差准则计算时域线性滤波器系数，加入全通l/2延时滤波器频率响应hd(ωzk)，计算通道期望频率响应hdn(ωzk)＝hn(ωzk)hd(ωzk)；
18、构造最小均方误差准则约束的目标函数：
19、
20、整理优化目标函数的矩阵形式：
21、
22、将频率响应分解为实部矩阵和虚部矩阵：
23、
24、将期望频率响应分解为实部矩阵和虚部矩阵：
25、b＝er(f)hdnr(f)+ei(f)hdni(f)
26、针对最小均方误差准则约束的目标函数，计算时域线性滤波器的冲激响应hn＝q-1b，同时计算时域线性滤波器的频率响应wdn＝ehn。
27、进一步的，针对最小均方误差准则约束的目标函数，采用拉格朗日乘子法对目标函数求导并令导数为零，计算时域线性滤波器的冲激响应。
28、进一步的，步骤3中评估各通道的同步性能包括：
29、计算各通道时域线性滤波器系数峰值的索引号，时域线性滤波器的实系数峰值对应群延迟参数，通过比较通道间时域线性滤波器的群延迟来判断通道同步性能。
30、进一步的，步骤3中评估各通道的频率响应包括：
31、计算通道时域线性滤波器的频域响应与步骤2中通道期望频率响应的均方差值、幅度最大差值和相位最大差值，参考通道理论上均方误差最小；通过比较每个通道均方误差、幅度和相位最大差值来判断通道频率响应性能。
32、进一步的，如宽带频率响应畸变和幅相抖动导致均方误差、幅度最大差值和相位最大差值出现明显变化，通过输出结果判断通道是否满足要求，为通道性能评估提供定性参数。
33、本专利技术还提供一种计算机终端存储介质，存储有计算机终端可执行指令，所述计算机终端可执行指令用于执行上述的宽带阵列接收通道间幅相误差的时域校正及验证方法。
34、本专利技术还提供一种计算装置，包括：
35、至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述的宽带阵列接收通道间幅相误差的时域校正及验证方法。
36、综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
37、本专利技术进行系统实测后可有效评估接收通道频率响应和同步性能，实现过程只需要在频域通道校正完成校正系数生成后，通过正向变换矩阵计算时域线性滤波器参数，经逆变换为通道补偿频率响应，综合评估时域线性滤波器参数以及频率响应误差定性判定通道间同步性能和评估频率响应，适用于对通道性能要求较高的宽带数字阵列系统中，可有效指导通道问题排查。
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1.一种宽带阵列接收通道间幅相误差的时域校正及验证方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的宽带阵列接收通道间幅相误差的时域校正及验证方法，其特征在于，步骤1包括：
3.根据权利要求2所述的宽带阵列接收通道间幅相误差的时域校正及验证方法，其特征在于，各通道的频域校正系数为：
4.根据权利要求3所述的宽带阵列接收通道间幅相误差的时域校正及验证方法，其特征在于，步骤2包括：
5.根据权利要求4所述的宽带阵列接收通道间幅相误差的时域校正及验证方法，其特征在于，针对最小均方误差准则约束的目标函数，采用拉格朗日乘子法对目标函数求导并令导数为零，计算时域线性滤波器的冲激响应。
6.根据权利要求4所述的宽带阵列接收通道间幅相误差的时域校正及验证方法，其特征在于，步骤3中评估各通道的同步性能包括：
7.根据权利要求4所述的宽带阵列接收通道间幅相误差的时域校正及验证方法，其特征在于，步骤3中评估各通道的频率响应包括：
8.根据权利要求7所述的宽带阵列接收通道间幅相误差的时域校正及验证方法，其特征在于
9.一种计算机终端存储介质，存储有计算机终端可执行指令，其特征在于，所述计算机终端可执行指令用于执行如权利要求1-8中任一权利要求所述的宽带阵列接收通道间幅相误差的时域校正及验证方法。
10.一种计算装置，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种宽带阵列接收通道间幅相误差的时域校正及验证方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的宽带阵列接收通道间幅相误差的时域校正及验证方法，其特征在于，步骤1包括：
3.根据权利要求2所述的宽带阵列接收通道间幅相误差的时域校正及验证方法，其特征在于，各通道的频域校正系数为：
4.根据权利要求3所述的宽带阵列接收通道间幅相误差的时域校正及验证方法，其特征在于，步骤2包括：
5.根据权利要求4所述的宽带阵列接收通道间幅相误差的时域校正及验证方法，其特征在于，针对最小均方误差准则约束的目标函数，采用拉格朗日乘子法对目标函数求导并令导数为零，计算时域线性滤波器的冲激响应。
6.根据权利要求4所述的宽带阵列接收通道间幅相误...
【专利技术属性】
技术研发人员：王琦，王正浩，张伟，王建，徐凯，陈昳霏，张航，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十九研究所，
类型：发明
国别省市：
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