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数字相控阵系统中多通道并行相关标校方法及精度分析
摘要：
数字相控阵（DigitalPhaseArray）系统是一种将发射/接收电路中的相位和振幅控制器替换为数字控制器的无线电技术。它的应用范围很广，包括地形雷达、天线阵列等多种场所。在数字相控阵系统中，多通道并行相关标校方法可以用于校准相控阵阵列单元之间的相位偏差。本文主要介绍数字相控阵系统中多通道并行相关标校方法及其精度分析。
1.引言
数字相控阵系统的原理是基于相位控制原理，用数字电路实现相位和振幅控制器，从而取代传统的模拟电路实现。数字相控阵系统具有灵活性、可重复性好、可靠性高等特点，所以在很多领域得到了广泛应用。然而，在数字相控阵系统中，由于各个通道之间的不匹配，会导致相位偏差，这会降低系统的工作效率和信号质量，所以需要对多通道并行相关进行标校。
2.多通道并行相关标校方法
多通道并行相关标校方法可以分为两种：模块法和直接法。
（1）模块法
模块法主要基于干涉仪的原理，在相控阵系统中加入一定数量的干涉仪来进行标校。具体实现方法是：将信号输入相控阵系统，然后将输出信号同样输入干涉仪，然后比较两者之间的相位差，记录下相位误差，并进行校正。
模块法相对比较简单且容易实现，但是需要引入干涉仪，成本较高，功耗也较大。
（2）直接法
直接法则是直接利用模数转换器（ADC）和数字信号处理器（DSP）来计算并标定每个相控阵单元之间的相位差异。具体实现方法是：给每个相控阵单元一个短脉冲信号，在信号传输过程中，各个通道会对其产生不同的时间延时，然后由ADC采集各个通道接收到的信号，通过DSP计算各个通道的时间延时，最终生成校准系数。
直接法具有成本低、功耗小、计算精度高的优点，但是由于需要对每个通道进行时间延迟自适应调整，所以计算量会较大。
3.精度分析
标校误差是指在标校过程中，标准数据与测试数据之间的误差，标校误差会严重影响数字相控阵系统的工作效率和信号质量。因此，对标校误差进行分析是十分必要的。
多通道并行相关标校方法的精度主要受到两个因素的影响：干涉仪精度和ADC分辨率。
干涉仪精度：模块法中需要引入干涉仪进行标校，干涉仪的精度直接决定标校精度。干涉仪的精度越高，标校精度也就越高。
ADC分辨率：直接法中需要通过ADC采集各个通道的信号，ADC的分辨率越高，标校精度也就越高。当ADC的分辨率达到14位以上时，其对标校精度的影响就可以忽略不计了。
4.总结
数字相控阵系统的应用越来越广泛，标校方法和标校精度对其性能起着非常重要的作用。本文主要介绍了多通道并行相关标校的模块法和直接法，并对标校精度进行了分析。在实际应用中，应根据需求选择不同的标校方法，并优化标校参数，以提高数字相控阵系统的性能。