相控陣優(yōu)化雜散的方法

相控陣的波束成型有兩種方式，一種是模擬方式，一種是數(shù)字方式。波束成型的關(guān)鍵延時(shí)和加權(quán)。延時(shí)是波束轉(zhuǎn)向所需的可量化變量。一般通過相移來仿真延時(shí)。

產(chǎn)生的延時(shí)會(huì)導(dǎo)致多個(gè)信號同相到達(dá)合并點(diǎn)。這種一致的合并會(huì)增強(qiáng)組合器輸出的信號。

模擬波束成型通過控制鏈路的相位和幅度實(shí)現(xiàn)天線的定向性。天線元件的信號經(jīng)過加權(quán)和組合，形成波束，然后由混頻器和信號鏈的其余部分進(jìn)行處理。這就是相控陣的傳統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式。

為了保證波束的方向性，在信號被延遲和加權(quán)之前需要將每個(gè)獨(dú)立通道的信號先區(qū)分出來，這個(gè)無疑增加了通道的難度。并且因?yàn)槊總€(gè)通道的是相關(guān)的，雜散在加權(quán)時(shí)會(huì)疊加，會(huì)惡化通道的SNR，所以模擬方式很難實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的波束成型方案。

數(shù)字方式理論上沒有上述問題，通過后端的數(shù)字濾波器來實(shí)現(xiàn)通道的相位和幅度的控制，最后在數(shù)字端加權(quán)，從而實(shí)現(xiàn)波束成型的目的。同時(shí)數(shù)字端可以提供更好的校準(zhǔn)和自適應(yīng)歸零。所有這些優(yōu)點(diǎn)對通信和雷達(dá)系統(tǒng)中的各種相控陣應(yīng)用具有吸引力。但所有這些好處都是以增加成本和功耗為代價(jià)的。數(shù)字方式的缺點(diǎn)是采用了大量的獨(dú)立通道數(shù)字信號處理，所以功耗會(huì)增加許多。

采用混合式波束成型能夠折中上述兩種方式的缺陷和優(yōu)勢。但是仍然需要處理和規(guī)避雜散相關(guān)的問題。

數(shù)字后端到天線陣列，在多平面上保持相位相干和時(shí)序同步，這是相控陣主要要求。但是我們并不希望雜散也相關(guān)。

在相控陣中鎖相環(huán)采用的都是同一個(gè)鎖相環(huán)來實(shí)現(xiàn)相位的同步，ADC采用的同一晶振來實(shí)現(xiàn)時(shí)序的同步，但是ADC一般不和鎖相環(huán)的參考源同步，可以通過對鎖相環(huán)和ADC同步進(jìn)行頻率偏移來實(shí)現(xiàn)雜散的不相關(guān)。