基于确定性相位提升方法的仅功率相控阵校准

《IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters》：Power-Only Phased-Array Calibration Based on Deterministic PhaseLift Formulation

　　摘要：纯功率校准对主动相控阵具有吸引力，因为它可以避免逐单元的相位测量，从而实现轻量级测试。然而，现有的快速纯功率方法通常依赖于局部代数根提取。在低信噪比功率测量条件下，局部可行性条件可能被违反，导致平方根参数为负并产生无效的局部解；此外，稀疏异常扰动样本也难以从独立的逐单元求逆中被识别出来。本文提出了一种确定性的基于PhaseLift的校准方法，仅使用恰好2N个获取的功率值来对N元阵列进行校准。每个通道在180°和90°的单单元扰动下进行测量，而全开参考功率是从相同数据中推断得出，而非单独获取。由此得到的扰动功率决定了单元-背景干涉项，使得校准问题可以被构建为一个提升的正半定恢复问题。全局PSD约束避免了逐单元开方不可行性问题，并能够实现基于残差的异常通道定位。在非零参考且无主导单元的条件下，无噪声一阶解的精确唯一性得以建立。针对64单元18.7 GHz主动相控阵的数值仿真和暗室测量验证了所提出的低开销纯功率校准框架，相对于开-关参考校准实现了5.86°的相位均方根误差。