通道校准技术的研究

1、通道校准技术的研究【内容摘要】：本文介绍了校正和均衡的基本算法，通过仿真验证了理论的正确性。工程应用中硬件资源有限，文中分析了校正技术和均衡技术的性能差异，在满足良好性能的条件下以校正替代均衡减少计算复杂度。【英文摘要】：In this paper, the basic algorithm of correction and equalization is introduced, and the correctness of the theory is verified by simulation. The hardware resources are limited in engineeri

2、ng applications. The performance differences between the correction technique and the equalization technique are analyzed in this paper. In order to satisfy the good performance, the equalization is corrected and the computational complexity is reduced【关键字】：校准；时域；频域.1. 窄带校正技术窄带系统中，通道内部的频率特性相同，失配现象主要

3、由通道间的幅相特性不匹配引起。任意选取一路通道作为参考通道，则其余通道都称为失配通道。（1.1.1）分别取各通道频点的频率响应最大值（1.1.2）其比值为（1.1.3）从式（1.1.3）可以看出，将失配通道输出信号的频率响应乘以就能使各通道输出信号的频率响应与参考通道输出信号的频率响应相等。如此，可以认为通道失配现象得到了校正。2. 宽带均衡技术2.1 时域基本算法图3-1为通道均衡时域算法的原理实现框图。图1-1 时域均衡原理示意图（2.1.1）（2.1.2）令通道的均方误差为（2.1.3）（2.1.4）（2.1.5）（2.1.6）矩阵求逆所需要的计算量非常巨大，会占用很多硬件资源，所以一般

4、选择预先计算出权系数的值存入寄存器中，并使用这组固定系数对通道进行均衡。2.2 频域基本算法图2-1为通道均衡频域算法的原理实现框图。图2-1 频域均衡原理示意图假设第个通道的频率响应为，均衡滤波器的频率响应为。均衡后通道的频率响应为，则有（2.2.1）（2.2.2）（2.2.3）对滤波器的频域响应作M点FFT变换到频域处理，则（2.2.4）使用FIR滤波器对理想均衡器进行逼近，则每个频点处实际均衡器和理想均衡器的误差为（2.2.5）对每个采样频点进行最小二乘拟合（2.2.6）当理想均衡器和实际均衡器在每个频点上的误差都达到最小时表示均衡器拟合成功，此时FIR滤波器可以起到补偿通道幅相误差的作

5、用。 3.1 窄带校正技术与通道均衡技术综合分析1 各频点校正与均衡后的方向图比较分别在下列带宽系统下选取一些频点作出校正后和均衡后的阵列方向图。（1） 输入信号中心频率3.1GHz，带宽200MHz，采样率400MHz。 （a）频率为3101MHz时的频点 （b）频率为3105MHz时的频点 （c）频率为3110MHz时的频点 （d）频率为3120MHz时的频点 （e）频率为3140MHz时的频点 （f）频率为3200MHz时的频点图3-1 带宽200MHz时不同频点校正后方向图由图3-1可以看出，所以，在宽带系统中使用均衡技术是非常有必要的，校正技术的适用带宽应当小于40MHz。（2） 输

6、入信号中心频率9.5GHz，带宽1.6GHz，采样率3.6GHz （a）频率为9501MHz时的频点 （b）频率为9505MHz时的频点（c）频率为9520MHz时的频点 （d）频率为9550MHz时的频点（e）频率为9600MHz时的频点 （f）频率为1000MHz时的频点图3- 2 带宽1.6GHz时不同频点校正后方向图由图3- 可以看出通道均衡算法无论在什么样的带宽系统下性能都要优于校正算法。 通道的失配程度是选择校正技术和均衡技术的关键条件，在失配程度足够小的时候，校正可以取代均衡并达到系统对幅相一致性的要求。2 不同的信号采样率下校正与均衡比较 （a）BT=0.8 （b）BT=0.5

7、（a）BT=0.2 （b）BT=0.1图3-3 不同采样率校正后的方向图由图3-可以得出，系统采样率越高，所需要的计算量就越大。实际工程中，硬件资源是有限的，不可能通过无限制地增加采样率来提高算法性能，所以应当结合系统的带宽和通道的失配程度合理选取适当的校准技术。总结本章主要介绍了窄带校正和宽带均衡。校正技术主要应用于窄带系统中，优点是算法实现简单，计算量小。频域算法通过分析通道的频率响应直接对均衡滤波器权系数进行拟合。本章通过仿真实验论证了均衡算法的正确性，并且对校正技术和均衡技术的性能进行了比较分析，得出：在同等条件下，系统采样率越高，校正的效果越好，但是过高的采样率无法应用到实际工程中。所以，实际工程中需要合理地选择校正技术和均衡技术进行应用，在满足系统要求的情况下尽量减少硬件资源的占用。【参考文献】：1胡永君, 陈文俊.基于分数时延滤波器的宽带数字信号时 延的实现 J .雷达与对抗 , 2010, 30(2):37 -40