[发明专利]基于微波光子稳相传输链路的分布式接收阵列通道误差标定方法、系统

说明书

本发明提供一种基于微波光子稳相传输链路的分布式接收阵列通道误差标定方法，先经过直调激光器将校正信号调制到光域上，然后经过等长的光纤，将信号分为n个光载微波信号，接收端每个单元位置的光电探测器将光载微波信号转换成等相的电信号，并传输至接收天线阵列，可保证所有接收端位置的信号相位相对稳定性；最终n+1路等相位标校信号从所有接收通道以及参考通道进入接收机，并在信号处理终端进行数据分析以及时延和幅度相位估计。利用微波光子稳相传输链路远距离传输标校信号，保证馈入分布式接收阵列通道前端的标校信号的幅度和相位保持一致；对接收到的标校信号进行处理，估计各个通道之间的相对幅度、相位和时延误差。

技术领域

本发明涉及雷达阵列误差校正技术，尤其涉及一种基于微波光子稳相传输链路的分布式接收阵列通道误差标定方法及系统。

背景技术

对采用分布式接收阵列体制的雷达而言，阵列通道之间的相对幅度、相位和时延误差会对后续数字波束形成(Digital Beam Forming，DBF)等处理带来严重影响，因此阵列通道误差校正变得越来越重要。阵列通道误差校正的关键在于精确估计阵列通道之间的相对幅度、相位和时延误差，即阵列通道误差标定。

相对于集中式阵列体制，分布式阵列的孔径一般比较大，因此标校信号的传输距离很远。在远距离传输的条件下，保持标校信号的幅相一致性和稳定性是阵列通道误差校正的关键。如果采用射频电缆传输标校信号，传输距离损耗难以接受，且相位一致性难以保证。如果采用传统的光纤链路传输标校信号，则电-光、光-电转换造成的幅相误差不容忽视，且外部环境变化引起的相位抖动影响严重。

如申请号为CN201410554128.2公开的一种分布式阵列相参合成雷达发射相参参数校准方法，包括调整单元雷达阵面一致，单元雷达阵面参考点粗定位，计算满足方向增益要求的定位精度范围，根据粗定位精度选择合适的定位估计精度，通过优化算法估计各单元雷达定位误差，最后利用估计值校准加权形成发射波束，流程如图1所示。该方法适用于分布式阵列相参合成雷达在单元雷达密集分布而测量定位精度不够时，用软件方法进行阵列流形修正，校准发射相参参数，最终实现发射波束形成。该方法通过软件方法机型阵列流行修正，虽然能够一定程度上校准，不适合远距离传输条件下的校正。

微波光子技术是光子学与微波工程相结合的一门交叉学科，通过将微波信号转换到光学域上，采用光学方法完成微波信号接收处理过程。将微波光子技术引入接收系统中，能够利用其宽带、小巧以及电磁兼容性好的特点，实现多功能集成设计。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于如何现有的阵列校正技术难以适应分布式、大孔径、长距离传输的阵列通道误差精确标定需求。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

基于微波光子稳相传输链路的分布式接收阵列通道误差标定方法，包括以下步骤：

步骤1.以激光作为载波，将射频信号调制到激光上，通过光纤传播到远端，在远端通过光电转换器将本振信号还原，得到等相标校信号；

步骤2.误差标定

步骤21.通道时延误差标定，采用多频时延测量法，首先采用小频差标校信号，获得时延误差的不模糊范围T₁，以及精度较低的相对时延d_t,n；然后采用大频差标校信号，获得时延误差的精确值d′_t,n，但其测量范围T₂存在模糊可能；最后综合多个相对时延的测量结果，进行逐级解模糊，获得不模糊的、精确的时延测量误差Δt_n；

步骤22.通道相位误差标定用于估计各个通道之间的相对相位关系，即假设接收通道n相对于参考通道的初始相位误差在获得并补偿所述的精确通道时延误差d_t,n之后，得到接收通道n的相对于参考通道的相位误差为