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高频地波雷达是国际上近三十年发展起来的一种可以连续监测大面积海域的海洋遥感设备,能从雷达回波中提取海面风、浪、流等海洋动力学参数,具有覆盖范围大、投资省、实时性好、全天候工作等突出优点,另外,高频地波雷达用于低速移动目标探测和跟踪也有许多优势。随着科学技术的发展,需要雷达提供更先进的性能,对雷达的重要组成部分——接收机提出了更高的要求。它们具有以下特点:多通道接收、宽带高分辨、高集成度、高可靠性以及非常强的抗干扰能力。而影响高频地波雷达多通道接收机性能的一个重要方面就是多通道接收机的幅相校准,其中包括单一通道内各种元器件所带来的幅相误差,以及各个通道间的幅相误差。本文就是基于这一点,对高频地波雷达多通道接收机的幅相校准展开研究,主要内容包括:介绍了高频地波雷达的发展历史和研究现状以及应用领域,介绍了高频地波雷达接收机的基本原理。在此基础上介绍了线性调频中断连续波体制下的高频地波雷达接收机结构设计,以及多通道接收机原理。然后着重分析了高频地波雷达超外差接收机结构和软件化高频地波雷达多通道接收机结构,为后面的幅相误差产生的分析打下基础。1.详细分析了信号正交解调所产生的幅相误差,并具体研究了幅度误差和相位误差对整个接收机系统的传输函数带来的影响。在此基础上详细分析了正交解调误差对线性调频中断连续波(FMICW)雷达接收机所带来的影响。针对软件化高频地波雷达多通道接收机,同样分析了带通采样的正交解调误差,以及误差对波束形成的影响。还分析了多通道之间的阵列误差,以及阵列误差对MUSIC算法性能的影响。2.根据上述的误差分析,分别提出了一些补偿方案。其中包括:单频信号正交解调误差的时域补偿法和频域补偿法,并通过仿真验证了两种补偿法的可行性。同时针对宽带信号正交解调误差的校正也提出了一些方法,包括:最小二乘校正法,改进的Gram-Schmidt正交化校正法。而对基于欠采样数字正交解调误差也做了分析,并提出了校正方法,通过仿真验证了方法的可行性。3.由于自适应算法在通道校正中的广泛应用,因此系统地介绍了最小均方算法(LMS)的基本原理,以及最小均方算法(LMS)的性能指标。在最小均方算法(LMS)的基础上研究了变步长的最小均方(LMS)算法,在原有算法的基础上,提出了一种改进的变步长最小均方(LMS)算法。通过改进使得算法的稳态误差与收敛速度之间达到平衡,算法整体性能得到提高。仿真结果表明,改进的变步长的最小均方(LMS)算法对于多通道接收机窄带信号的幅相校准是有效的,并且比原有算法有明显的提高。4.针对软件化的高频地波雷达多通道接收机结构,将整个雷达接收系统分为宽带和窄带两个部分,去斜混频之前为宽带系统,去斜混频之后的为窄带系统。根据这种划分,分别对宽带系统和窄带系统误差补偿方法进行了研究,提出了一套可行的硬件化平台方案。在VXI总线的基础上,设计出一套校正模块,包括数字模块和模拟模块,通过这一套校正模块实现校正接收通道的幅频特性与相频特性,使多通道接收机的幅频特性与相频特性基本一致,且接近理想传输网络的传输特性,与雷达在线自动工作,无需人工干预,0.5-1小时工作一次,多通道一次完成校准。