CN113267752B - 一种多通道宽动态数据自适应合成及健康诊断方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多通道宽动态数据自适应合成及健康诊断方法，主要应用于对动态范围要求较高的雷达系统数据采样中。为了实现高动态范围并保证灵敏度，雷达系统设计中通常会采用多个增益不同的通道同时采样，再将多通道数据合成一个通道的方法。本发明通过自适应增益校正、基于中频采样的拐点识别、最佳工作范围与滞环比较通道选取、故障自动判别与切除等方法，保证了多通道数据合成的高效、可靠。
Description
技术领域
本发明涉及雷达信号处理器信息采集及数据处理领域，特别是一种多通道宽动态数据自适应合成及健康诊断方法。
背景技术
雷达的灵敏度与动态范围取决于接收机与信号处理器ADC电路的性能。雷达设计中，模数转换电路ADC的性能往往不能满足要求。为了实现更大的线性动态范围同时保证更高的灵敏度，雷达的接收机及信号处理器的设计中，往往采用多通道采样的方法，将某一路信号，在接收机中通过高低增益不同的中频放大后，传输给雷达信号处理器，由雷达信号处理器完成将多通道的信号根据高低增益还原后合成一路信号。
多通道的信号的采集与数据合成实现中存在许多技术问题。比如接收机增益随着环境变化而变化、多通道一致性、多通道数据存储量较大、最佳工作范围与各通道数据的截取、某一通道故障与容错处理等。为解决这些问题，传统的方法是通过大量的静态测试获取雷达接收机和信号处理器ADC电路的特性曲线、测量保存多通道的差异并补偿、配置大容量的存储保存采样数据并筛选。这些方法能够有效解决各个问题，但在实现时效率低下且对故障容错能力差。如何方便高效地解决这些问题是雷达稳定可靠地实现高动态范围与高灵敏度的关键。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种多通道宽动态数据自适应合成及健康诊断方法，该多通道宽动态数据自适应合成及健康诊断方法通过选择基准通道静态增益校正与自动增益校正相结合、通过基于中频信号处理器的拐点选择、基于滞环比较方法最佳工作区域选择与数据合成，为效稳定地多通道数据合成提供了一套行之有效的实现方法，基于该方法的故障判断与容错处理，大大提高了可靠性。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种多通道宽动态数据自适应合成及健康诊断方法，包括如下步骤。
步骤1、自适应增益校正：具体包括静态增益校正和动态增益校正。
其中，静态增益校正，包括如下步骤：
步骤1A、选取基准通道：从n个采样通道中选取一个采样通道作为基准通道；其中，基准通道的设计增益值为G0，n≥2。
步骤1B、采样并计算增益误差：向步骤1A选取的基准通道中，输入标定源并采样还原，得到基准通道的实际增益值G0’以及增益误差值ΔG0＝G0-G0’。
步骤1C、静态增益校正：在雷达运行过程中，随着每次标定模式的打开，基准通道将根据步骤1B计算的增益误差，自动完成静态增益修正。
动态增益校正：利用多通道之间的相对增益误差ΔG，对除基准通道外的每个采样通道进行动态增益校正。
步骤2、基于中频的拐点识别：在相邻两个采样通道之间建立一个拐点，将形成n-1个拐点；其中，相邻两个采样通道根据设计增益值大小，分为高增益通道和低增益通道；每个拐点均基于中频进行识别，具体识别方法为：基于中频信号处理器ADC模块，定义雷达线性动态范围[Dh，Dl]；其中，Dh为上拐点，Dl为下拐点。
当相邻两个采样通道中具有基准通道，并假设高增益通道作为基准通道时，则上拐点和下拐点的计算公式分别为：
Dh＝DRh-(GL+ΔG)
Dl＝DRl-Gh
式中，DRh为中频信号处理器ADC模块线性动态范围的上限值，DRl为中频信号处理器ADC模块线性动态范围的下限值；GL为低增益采样通道的设计增益值；Gh为高增益采样通道的设计增益值。
当相邻两个采样通道中无基准通道时，则上拐点和下拐点的计算公式分别为：
Dh＝DRh-(GL+ΔG)
Dl＝DRl-(Gh+ΔG)
步骤3、计算最终合成曲线的最佳工作范围，具体包括如下步骤：
步骤31、计算每条信号输出曲线的优选工作范围：相邻两个采样通道之间形成一条信号输出曲线，共形成n-1条信号输出曲线；每条信号输出曲线均具有一个优选工作范围[Ch，CL]，其中，Ch为优选工作范围的上限值，CL为优选工作范围的下限值。
当相邻两个采样通道中具有基准通道，并假设高增益通道作为基准通道时，则Ch和CL的计算公式为：
Ch＝(Dh+Dl)/2+[(DRh-Gh)-(DRl-GL-ΔG)]/4
CL＝(Dh+Dl)/2-[(DRh-Gh)-(DRl-GL-ΔG)]/4
当相邻两个采样通道中无基准通道时，则Ch和CL的计算公式为：
Ch＝(Dh+Dl)/2+[(DRh-Gh-ΔG)-(DRl-GL-ΔG)]/4
CL＝(Dh+Dl)/2-[(DRh-Gh-ΔG)-(DRl-GL-ΔG)]/4
步骤32、计算最终合成曲线的最佳工作范围：经中频信号处理器合成后的最终合成曲线，包括最佳工作范围、低端区域和高端区域；其中，最佳工作范围取值为[Chmax，CLmin]；Chmax为n-1条信号输出曲线中n-1个Ch的最大值；CLmin为n-1条信号输出曲线中n-1个CL的最小值。
步骤4、计算最终合成曲线的高端区域和低端区域，具体包括如下步骤：
步骤41、采样信号还原：中频信号处理器ADC模块，将每个采集通道所采集的雷达下行输入信号进行还原，得到n个还原后高增益信号值和n个还原后低增益信号值。
步骤42、计算高端区域：高端区域的上限为n个还原后高增益信号值中的最大值；高端区域的下限为Chmax。
步骤43、计算低端区域：低端区域的下限为n个还原后低增益信号值中的最小值；高端区域的上限为CLmin。
步骤5、获取最终合成曲线：将低端区域、最佳工作范围和高端区域，进行合成，得到最终合成曲线。
步骤1的动态增益校正中，相对增益误差ΔG的计算公式为：
ΔG＝ΔG0-ΔG1-……-ΔGn-1
ΔG1＝G1-G1’
ΔGn-1＝Gn-1-Gn-1’
式中，ΔG1为除基准通道外的第一个待校正采样通道的增益误差；G1为第一个待校正采样通道的设计增益值，G1’为第一个待校正采样通道的实际增益值。
ΔGn-1为除基准通道外的第n-1个待校正采样通道的增益误差；Gn-1为第n-1个待校正采样通道的设计增益值，Gn-1’为第n-1个待校正采样通道的实际增益值；n为采样通道的总数量。
采样通道的总数量n＝2，分别为高增益采样通道和低增益采样通道，且高增益采样通道为基准通道，则
ΔG＝(Gh-Gh’)-(GL-GL’)
其中，Gh为高增益采样通道的设计增益值，Gh’为高增益采样通道的实际增益值；
GL为低增益采样通道的设计增益值，GL’为低增益采样通道的实际增益值。
2≤n≤6。
步骤5中，采用滞环比较法，将低端区域、最佳工作范围和高端区域，进行平滑过渡与合成。
步骤5中，滞环比较法的具体步骤为。
步骤51、选取比较采样通道：将当前时刻t时n个采样通道的采样还原数据S(t)与最佳工作范围的两个端点值Chmax和CLmin进行比较；当至少有一个S(t)位于Chmax或CLmin附近时，将最接近Chmax或CLmin的S(t)所在采样通道称为比较采样通道；将比较采样通道以及比较采样通道一侧或两侧相邻的采样通道，按照设计增益值大小排序，最大设计增益值所对应的采样通道，称为高增益通道一；最小设计增益值所对应的采样通道，称为低增益通道一；
步骤52、滞环比较：将最接近Chmax或CLmin的S(t)，采用如下方法进行比较：
A、当S(t)≥S(t-1)，如果C(t-1)＝G(t-1)，则C(t)＝G(t)；如果C(t-1)＝L(t-1)，则C(t)＝G(t-1)；其中，S(t-1)为上一时刻t-1时比较采样通道的采样还原数据；C(t)为当前时刻t时的合成数据；C(t-1)为上一时刻t-1时的合成数据；G(t)为当前时刻t时高增益通道一的采样还原数据；G(t-1)为上一时刻t-1时高增益通道一的采样还原数据；L(t-1)为上一时刻t-1时低增益通道一的采样还原数据；
B、当S(t)＜S(t-1)，如果C(t-1)＝G(t-1)，则C(t)＝L(t-1)；如果C(t-1)＝L(t-1)，则C(t)＝L(t)；其中，L(t)为当期时刻t时低增益通道一的采样还原数据。
一种多通道宽动态数据健康诊断方法，在低端区域、最佳工作范围和高端区域的数据合成前，将位于对应优选工作范围内的各采样通道实时采样还原数据与基准通道的实时采样还原数据进行比较并计算实时数据差值；当某个采样通道A的实时数据差值超过误差允许范围时，认为此时的采样通道A发生故障，雷达将切换工作模式，切除发生故障的采样通道，并将故障信息反馈给上位机，所有雷达下行输入信号均从未发生故障的采样通道经过，使雷达稳定可靠工作。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明对接收机的环境稳定性、多通道一致性的要求大大降低，不依赖于大量的测试与数据存储，通过雷达运行过程的实时判断与补偿方法，实现数据合成的高效可靠。
2、本发明主要应用于对动态范围要求较高(通常>110dB)的雷达系统数据采样中。为了实现高动态范围并保证灵敏度(灵敏度通常要求<-100dB)，雷达系统设计中通常会采用多个增益不同的通道同时采样，再将多通道数据合成一个通道的方法。
附图说明
图1显示了双通道雷达接收机与中频信号处理器信号合成的示意图。
图2显示了高低增益通道自动增益补偿过程的示意图。
图3显示了基于中频信号处理器的拐点选择方法的示意图。
图4显示了最佳工作范围与通道选取方法的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度，因此不能理解为对本发明的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本发明的保护范围。
本申请，以双通道采样为例，进行详细说明。
雷达数据采样与合成过程，如图1所示。雷达的下行输入信号，通过双通道接收机，产生两路完全一样的中频信号，两路中频信号分别通过高增益、低增益中频放大电路后，从接收机输出。中频信号处理器的模数转换电路ADC1、ADC2分别采样接收机的两路输出信号，通过中频信号处理器的信号处理模块完成数据合成，合成后的一路信号能还原雷达下行输入信号。
在图1中，雷达的线性动态范围与灵敏度，受限于模数转换电路ADC，本方法通过将高动态范围、高灵敏度的信号，通过不同增益处理后，经过数模转换，再还原合成，得到原始输入信号。也就是说，本发明是在数据转换ADC完成之后，对详细的数据还原与合成过程的描述。
一种多通道宽动态数据自适应合成及健康诊断方法，包括如下步骤。
步骤1、自适应增益校正。
定义高增益通道的增益设计值为Gh，低增益通道的增益设计值为GL，采样系统初始化时，对于同一信号S1来自高增益通道的采样结果H1与低增益通道的采样结果L1，假设双通道的增益值与设计值完全一致，则有如下关系：
H1-Gh＝L1-GL
事实上，由于接收机系统设计中器件选取的精度，接收机工作中实时温度的变化等因素的影响，高增益通道的实际增益Gh’与低增益通道的实际增益GL’与设计值并不相等，因此
H1-Gh’≠L1-GL’
误差是必然存在的。但两个同道同时存在误差则给系统带来更多的不确定性因素。
本申请中，自适应增益校正包括静态增益校正和动态增益校正。
上述静态增益校正，包括如下步骤。
步骤1A、选取基准通道：在多个采样通道中选取一个通道作为基准通道；其中，基准通道的设计增益值为G0。
以其中一个通道为准，将其他通道的误差与该通道校正，使系统误差降低到最低维度。且其他通道不再从标定源完成采样校正，简化了硬件电路。
本实施例中，选择高增益通道为基准通道，高增益通道的为设计增益值为Gh，也即G0＝Gh。
步骤1B、采样并计算增益误差：向步骤1A选取的基准通道中，输入标定源并采样还原，得到基准通道的实际增益值G0’(也即G0’＝Gh’)以及增益误差值ΔG0＝G0-G0’。
本实施例中，通过标定模式，向高增益通道输入标定源的信号，通过采样并还原高增益通道，获得高增益通道的实际增益值Gh’以及增益误差值ΔG0＝Gh-Gh’。
步骤1C、静态增益校正：在雷达运行过程中，随着每次标定模式的打开，基准通道将根据步骤1B计算的增益误差，自动完成静态增益修正。
上述动态增益校正：如图2所示，利用多通道之间的相对增益误差ΔG，对除基准通道外的每个采样通道进行动态增益校正。
上述相对增益误差ΔG的计算公式为：
ΔG＝ΔG0-ΔG1-……-ΔGn-1
ΔG1＝G1-G1’
ΔGn-1＝Gn-1-Gn-1’
式中：
ΔG1为除基准通道外的第一个待校正采样通道的增益误差。
G1为第一个待校正采样通道的设计增益值。
G1’为第一个待校正采样通道的实际增益值。
ΔGn-1为除基准通道外的第n-1个待校正采样通道的增益误差。
Gn-1为第n-1个待校正采样通道的设计增益值。
Gn-1’为第n-1个待校正采样通道的实际增益值。
n为采样通道的总数量，2≤n≤6。当n>6时，以每6个为一组采样通道，剩余不足6个的按6个记一组采样通道，每组采样通道，均采用本申请的自适应合成及健康诊断方法。
在本实施例中，n＝2，分别为高增益采样通道和低增益采样通道，且高增益采样通道为基准通道，在雷达实时工作时，任一时刻或多个时刻，取两个通道的实时还原值，则获得ΔG为：
ΔG＝(Gh-Gh’)-(GL-GL’)
其中，Gh为高增益采样通道的设计增益值，Gh’为高增益采样通道的实际增益值；
GL为低增益采样通道的设计增益值，GL’为低增益采样通道的实际增益值。
用上述ΔG值对低增益采样通道进行校准。
假设某一时刻所采样的信号[a,b]，工作在两个通道的线性区域，且经过数模转换电路ADC时，也工作在ADC电路的线性区。高低增益通道的设计增益分别为Gh、GL，实际增益分别为Gh’、GL’。则采样后的数据分别为[a+Gh’,b+Gh’],[a+GL’,b+GL’]，在数据处理器中还原数据时，会以设计增益为计算依据，所以还原后的数据为：
[a+Gh’-Gh,b+Gh’-Gh],[a+Gl’-Gl,b+Gl’-Gl]
因此，在数据合成前，某一输入信号的还原后强度与真实强度之间存在一个误差ΔG，具体为：
ΔG＝(Gh-Gh’)-(GL-GL’)
以某一时刻的输入信号S1为例，其经过两个通道的还原后的采样值GL和L1在没有误差的情况下应该完全相等，因此,实际情况下，GL-L1＝(Gh-Gh’)-(GL-GL’)。
步骤2、基于中频的拐点识别
步骤2、基于中频的拐点识别：在相邻两个采样通道之间建立一个拐点，将形成n-1个拐点；其中，相邻两个采样通道根据设计增益值大小，分为高增益通道和低增益通道；每个拐点均基于中频进行识别，具体识别方法为：基于中频信号处理器ADC模块，定义雷达线性动态范围[Dh，Dl]；其中，Dh为上拐点，Dl为下拐点。
当相邻两个采样通道中具有基准通道，并假设高增益通道作为基准通道时，则上拐点和下拐点的计算公式分别为：
Dh＝DRh-(GL+ΔG)
Dl＝DRl-Gh
式中，DRh为中频信号处理器ADC模块线性动态范围的上限值，DRl为中频信号处理器ADC模块线性动态范围的下限值；GL为低增益采样通道的设计增益值；Gh为高增益采样通道的设计增益值。
当相邻两个采样通道中无基准通道时，则上拐点和下拐点的计算公式分别为：
Dh＝DRh-(GL+ΔG)
Dl＝DRl-(Gh+ΔG)
在本实施例的双采样通道中，高增益通道为基准通道，且ΔG＝0，故而，上拐点和下拐点的计算公式分别为：
Dh＝DRh-GL
Dl＝DRl-Gh
雷达中频信号处理器的线性动态范围相对于接收机，受环境因素、生产制造的影响更小，更加稳定不变。这一范围的具体值在设计时即可获得准确值。
另外，在本实施例中，假设雷达中频信号处理器中ADC电路的线性动态范围为[-85db,5db]，也即DRh＝5db，DRl＝-85db。
如图3所示，设某一接收机的线性动态范围是[-110db,10db]，经过高增益30db和低增益-10db两通道，也即GL＝-10db，Gh＝30db，则
Dh＝DRh-GL＝5db-(-10db)＝15db
Dl＝DRl-Gh＝-85db-30db＝-115db
经过雷达中频信号处理器的ADC电路后，系统的线性动态范围变为[-115db,15db]，这一范围取决于ADC电路，不受接收机性能、环境或生产等影响，具体如图4所示。
步骤3、计算最终合成曲线的最佳工作范围，具体包括如下步骤：
步骤31、计算每条信号输出曲线的优选工作范围：相邻两个采样通道之间形成一条信号输出曲线，共形成n-1条信号输出曲线；每条信号输出曲线均具有一个优选工作范围[Ch，CL]，其中，Ch为优选工作范围的上限值，CL为优选工作范围的下限值。
当相邻两个采样通道中具有基准通道，并假设高增益通道作为基准通道时，则Ch和CL的计算公式为：
Ch＝(Dh+Dl)/2+[(DRh-Gh)-(DRl-GL-ΔG)]/4
CL＝(Dh+Dl)/2-[(DRh-Gh)-(DRl-GL-ΔG)]/4
当相邻两个采样通道中无基准通道时，则Ch和CL的计算公式为：
Ch＝(Dh+Dl)/2+[(DRh-Gh-ΔG)-(DRl-GL-ΔG)]/4
CL＝(Dh+Dl)/2-[(DRh-Gh-ΔG)-(DRl-GL-ΔG)]/4
在本实施例中，由于ΔG＝0，故Ch和CL的计算方法如下：
1、中心点及两端动态区域的计算公式为：
(Dh+Dl)/2＝(15-115)/2＝-50db,
[(DRh-Gh)-(DRl-Gl)]/4＝[(5-30)-(-85-(-10))]/4＝50db
2、Ch和CL的计算公式为：
Ch＝(Dh+Dl)/2+[(DRh-Gh)-(DRl-GL)]/4＝-50+50/4＝-37.5db
CL＝(Dh+Dl)/2-[(DRh-Gh)-(DRl-GL)]/4＝-50-50/4＝-62.5db
故而，信号输出曲线的优选工作范围[Ch，CL]为[-62.5db,-37.5db]。
步骤32、计算最终合成曲线的最佳工作范围：经中频信号处理器合成后的最终合成曲线，包括最佳工作范围、低端区域和高端区域；其中，最佳工作范围取值为[Chmax，CLmin]；Chmax为n-1条信号输出曲线中n-1个Ch的最大值；CLmin为n-1条信号输出曲线中n-1个CL的最小值。
在本实施例中，由于仅有两个采样通道，故而信号输出曲线的优选工作范围[Ch，CL]，也即为最终合成曲线的最佳工作范围，也即Chmax＝Ch，CLmin＝CL。
步骤4、计算最终合成曲线的高端区域和低端区域，具体包括如下步骤：
步骤41、采样信号还原：中频信号处理器ADC模块，将每个采集通道所采集的雷达下行输入信号进行还原，得到n个还原后高增益信号值和n个还原后低增益信号值。
在本实施例中，某一接收机的线性动态范围是[-110db,10db]，在经过高增益30db和低增益-10db两通道后，如果硬件条件足够，其动态范围分别为[-80db,40db]，[-120db,0db]。
在图3的第二栏中频信号放大时，需对每个采样通道采用“自适应增益校正”后的增益值，进行中频放大。
经过ADC电路后，由于ADC电路的线性动态范围只有[-85db,5db]，所有两路信号经过采样后，高增益通道被削顶，低增益通道被削底，还原后两路信号分别变为[-110db,-25db]，[-75db,10db]。
步骤42、计算高端区域：高端区域的上限为n个还原后高增益信号值中的最大值；高端区域的下限为Chmax。在本实施例的双采样通道中，高端区域为[-37.5db,10db]。
步骤43、计算低端区域：低端区域的下限为n个还原后低增益信号值中的最小值；高端区域的上限为CLmin。在本实施例的双采样通道中，低端区域为[-110db,-62.5db]。
步骤5、获取最终合成曲线：将低端区域、最佳工作范围和高端区域，优选采用滞环比较法进行合成，得到最终合成曲线。
在本实施例中，两通道合成后完全还原[-110db,10db]，且在[-75db,-25db]之间，两通道数据完全重合，合成时可从任一通道取数据。
然而，解决最佳数据区域两端-37.5db和-62.5db，数据合成时的平滑过渡问题，本发明优选采用滞环比较法进行平滑。
上述滞环比较法的具体步骤为：
步骤51、选取比较采样通道：将当前时刻t时n个采样通道的采样还原数据S(t)与最佳工作范围的两个端点值Chmax和CLmin进行比较；当至少有一个S(t)位于Chmax或CLmin附近时，将最接近Chmax或CLmin的S(t)所在采样通道称为比较采样通道；将比较采样通道以及比较采样通道一侧或两侧相邻的采样通道，按照设计增益值大小排序，最大设计增益值所对应的采样通道，称为高增益通道一；最小设计增益值所对应的采样通道，称为低增益通道一。
步骤52、滞环比较：将最接近Chmax或CLmin的S(t)，采用如下方法进行比较：
A、当S(t)≥S(t-1)时：
如果C(t-1)＝G(t-1)，则C(t)＝G(t)；
如果C(t-1)＝L(t-1)，则C(t)＝G(t-1)。
其中：
S(t-1)为上一时刻t-1时比较采样通道的采样还原数据。
C(t)为当前时刻t时的合成数据。
C(t-1)为上一时刻t-1时的合成数据。
G(t)为当前时刻t时高增益通道一的采样还原数据。
G(t-1)为上一时刻t-1时高增益通道一的采样还原数据。
L(t-1)为上一时刻t-1时低增益通道一的采样还原数据。
B、当S(t)＜S(t-1)时，
如果C(t-1)＝G(t-1)，则C(t)＝L(t-1)；
如果C(t-1)＝L(t-1)，则C(t)＝L(t)。
其中，L(t)为当期时刻t时低增益通道一的采样还原数据。
多通道合成的采样系统，当某一通道发生故障时，将会导致合成后的采样数据严重失真。因而，本发明考虑到了某一通道故障情况下的容错处理方法，提高了系统的可靠性。
一种多通道宽动态数据健康诊断方法，在低端区域、最佳工作范围和高端区域的数据合成前，将位于对应优选工作范围内的各采样通道实时采样还原数据与基准通道的实时采样还原数据进行比较并计算实时数据差值；当某个采样通道A的实时数据差值超过误差允许范围时，认为此时的采样通道A发生故障，雷达将切换工作模式，切除发生故障的采样通道，并将故障信息反馈给上位机，所有雷达下行输入信号均从未发生故障的采样通道经过，使雷达稳定可靠工作。
在本双通道的实施例中，待非基准通道的低增益采样通道发生故障时，系统分两步做容错处理：第一步，以基准通道为非故障通道，切除与之误差较大的通道；第二步，切除后继续观察，如果数据仍然异常，则说明基准通道故障，将基准通道切除，选择另一通道做为基准通道。以此类推……
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种多通道宽动态数据自适应合成方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1、自适应增益校正：具体包括静态增益校正和动态增益校正；
其中，静态增益校正，包括如下步骤：
步骤1A、选取基准通道：从n个采样通道中选取一个采样通道作为基准通道；其中，基准通道的设计增益值为G0，n≥2；
步骤1B、采样并计算增益误差：向步骤1A选取的基准通道中，输入标定源并采样还原，得到基准通道的实际增益值G0’以及增益误差值ΔG0＝G0-G0’；
步骤1C、静态增益校正：在雷达运行过程中，随着每次标定模式的打开，基准通道将根据步骤1B计算的增益误差，自动完成静态增益修正；
动态增益校正：利用多通道之间的相对增益误差ΔG，对除基准通道外的每个采样通道进行动态增益校正；
步骤2、基于中频的拐点识别：在相邻两个采样通道之间建立一个拐点，将形成n-1个拐点；其中，相邻两个采样通道根据设计增益值大小，分为高增益通道和低增益通道；每个拐点均基于中频进行识别，具体识别方法为：基于中频信号处理器ADC模块，定义雷达线性动态范围[Dh，Dl]；其中，Dh为上拐点，Dl为下拐点；
当相邻两个采样通道中具有基准通道，并假设高增益通道作为基准通道时，则上拐点和下拐点的计算公式分别为：
Dh＝DRh-(GL+ΔG)
Dl＝DRl-Gh
式中，DRh为中频信号处理器ADC模块线性动态范围的上限值，DRl为中频信号处理器ADC模块线性动态范围的下限值；GL为低增益采样通道的设计增益值；Gh为高增益采样通道的设计增益值；
当相邻两个采样通道中无基准通道时，则上拐点和下拐点的计算公式分别为：
Dh＝DRh-(GL+ΔG)
Dl＝DRl-(Gh+ΔG)
步骤3、计算最终合成曲线的最佳工作范围，具体包括如下步骤：
步骤31、计算每条信号输出曲线的优选工作范围：相邻两个采样通道之间形成一条信号输出曲线，共形成n-1条信号输出曲线；每条信号输出曲线均具有一个优选工作范围[Ch，CL]，其中，Ch为优选工作范围的上限值，CL为优选工作范围的下限值；
当相邻两个采样通道中具有基准通道，并假设高增益通道作为基准通道时，则Ch和CL的计算公式为：
Ch＝(Dh+Dl)/2+[(DRh-Gh)-(DRl-GL-ΔG)]/4
CL＝(Dh+Dl)/2-[(DRh-Gh)-(DRl-GL-ΔG)]/4
当相邻两个采样通道中无基准通道时，则Ch和CL的计算公式为：
Ch＝(Dh+Dl)/2+[(DRh-Gh-ΔG)-(DRl-GL-ΔG)]/4
CL＝(Dh+Dl)/2-[(DRh-Gh-ΔG)-(DRl-GL-ΔG)]/4
步骤32、计算最终合成曲线的最佳工作范围：经中频信号处理器ADC模块合成后的最终合成曲线，包括最佳工作范围、低端区域和高端区域；其中，最佳工作范围取值为[Chmax，CLmin]；Chmax为n-1条信号输出曲线中n-1个Ch的最大值；CLmin为n-1条信号输出曲线中n-1个CL的最小值；
步骤4、计算最终合成曲线的高端区域和低端区域，具体包括如下步骤：
步骤41、采样信号还原：中频信号处理器ADC模块，将每个采样通道所采集的雷达下行输入信号进行还原，得到n/2个还原后高增益信号值和n/2个还原后低增益信号值；
步骤42、计算高端区域：高端区域的上限为n/2个还原后高增益信号值中的最大值；高端区域的下限为Chmax；
步骤43、计算低端区域：低端区域的下限为n/2个还原后低增益信号值中的最小值；低端区域的上限为CLmin；
步骤5、获取最终合成曲线：将低端区域、最佳工作范围和高端区域，进行合成，得到最终合成曲线。
2.根据权利要求1所述的多通道宽动态数据自适应合成方法，其特征在于：步骤1的动态增益校正中，相对增益误差ΔG的计算公式为：
ΔG＝ΔG0-ΔG1-……-ΔGn-1
ΔG1＝G1-G1’
ΔGn-1＝Gn-1-Gn-1’
式中，ΔG1为除基准通道外的第一个待校正采样通道的增益误差；G1为第一个待校正采样通道的设计增益值，G1’为第一个待校正采样通道的实际增益值；
ΔGn-1为除基准通道外的第n-1个待校正采样通道的增益误差；Gn-1为第n-1个待校正采样通道的设计增益值，Gn-1’为第n-1个待校正采样通道的实际增益值；n为采样通道的总数量。
3.根据权利要求2所述的多通道宽动态数据自适应合成方法，其特征在于：采样通道的总数量n＝2，分别为高增益采样通道和低增益采样通道，且高增益采样通道为基准通道，则
ΔG＝(Gh-Gh’)-(GL-GL’)
其中，Gh为高增益采样通道的设计增益值，Gh’为高增益采样通道的实际增益值；
GL为低增益采样通道的设计增益值，GL’为低增益采样通道的实际增益值。
4.根据权利要求1所述的多通道宽动态数据自适应合成方法，其特征在于：2≤n≤6。
5.根据权利要求1所述的多通道宽动态数据自适应合成方法，其特征在于：步骤5中，采用滞环比较法，将低端区域、最佳工作范围和高端区域，进行平滑过渡与合成。
6.根据权利要求5所述的多通道宽动态数据自适应合成方法，其特征在于：步骤5中，滞环比较法的具体步骤为：
步骤51、选取比较采样通道：将当前时刻t时n个采样通道的采样还原数据S(t)与最佳工作范围的两个端点值Chmax和CLmin进行比较；当至少有一个S(t)位于Chmax或CLmin附近时，将最接近Chmax或CLmin的S(t)所在采样通道称为比较采样通道；将比较采样通道以及比较采样通道一侧或两侧相邻的采样通道，按照设计增益值大小排序，最大设计增益值所对应的采样通道，称为高增益通道一；最小设计增益值所对应的采样通道，称为低增益通道一；
步骤52、滞环比较：将最接近Chmax或CLmin的S(t)，采用如下方法进行比较：
A、当S(t)≥S(t-1)，如果C(t-1)＝G(t-1)，则C(t)＝G(t)；如果C(t-1)＝L(t-1)，则C(t)＝G(t-1)；其中，S(t-1)为上一时刻t-1时比较采样通道的采样还原数据；C(t)为当前时刻t时的合成数据；C(t-1)为上一时刻t-1时的合成数据；G(t)为当前时刻t时高增益通道一的采样还原数据；G(t-1)为上一时刻t-1时高增益通道一的采样还原数据；L(t-1)为上一时刻t-1时低增益通道一的采样还原数据；
B、当S(t)＜S(t-1)，如果C(t-1)＝G(t-1)，则C(t)＝L(t-1)；如果C(t-1)＝L(t-1)，则C(t)＝L(t)；其中，L(t)为当期时刻t时低增益通道一的采样还原数据。
7.一种多通道宽动态数据健康诊断方法，基于权利要求1-6任一项所述的多通道宽动态数据自适应合成方法，其特征在于：在低端区域、最佳工作范围和高端区域的数据合成前，将位于对应优选工作范围内的各采样通道实时采样还原数据与基准通道的实时采样还原数据进行比较并计算实时数据差值；当某个采样通道A的实时数据差值超过误差允许范围时，认为此时的采样通道A发生故障，雷达将切换工作模式，切除发生故障的采样通道，并将故障信息反馈给上位机，所有雷达下行输入信号均从未发生故障的采样通道经过，使雷达稳定可靠工作。
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