IQ通道幅相不平衡的影响及改善

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4、年ts月现代雷达第x期Ξ!±通道幅相不平衡的影响及改善陈军k南京电子技术研究所南京utsstvl=摘要>分析了接收机!±通道幅相不平衡产生的镜像信号对后续信号处理的影响及可取的误差校正技术∀介绍了抑制镜像信号的°技术∀=关键词>镜像信号o!±通道o幅相不平衡׫¨±©¯∏¨±¦¨²©°¥¤¯¤±¦¨²©°³¯¬·∏§¨¤±§°«¤¶¨²©o±≤«¤±±¨¯¤±§°³µ²√¨°¨±·¬±¨¦¨¬√¨µχηενϕυνk¤±¬±ª¨¶¨¤µ¦«±¶·¬·∏·¨²©∞¯¨¦·µ²±¬¦¶×¨¦«±²¯²ª¼¤±¬±ªutsstvl=Αβστραχ

5、τ>׫¬¶³¤³¨µ¤±¤¯¼½¨¶·«¨¬±©¯∏¨±¦¨²©¬°¤ª¨¶¬ª±¤¯·«¤·¬¶¦¤∏¶¨§¥¼¬°¥¤¯¤±¦¨²©¤°³¯¬·∏§¨¤±§³«¤¶¨²©o±¦«¤±±¨¯¬±µ¨¦¨¬√¨µ²±©²¯¯²º¬±ª¶¬ª±¤¯³µ²¦¨¶¶¬±ª¤±§Ù³²¶¶¬¥¯¨¨µµ²µ¦¤¯¬¥µ¤·¬²±·¨¦«±²¯²ª¼q·¤¯¶²¬±·µ²§∏¦¨¶°k¬ª¬·¤¯°µ²§∏¦·¨·¨¦·²µl·¨¦«±²¯²ª¼·«¤·¬¶∏¶¨§·²µ¨¶·µ¤¬±¬°¤ª¨¶¬ª±¤¯q=Κεψωορδσ>°¤ª¨¶¬ª±¤¯o!±

6、¦«¤±±¨¯o¬°¥¤¯¤±¦¨²©¤°³¯¬·∏§¨¤±§³«¤¶¨t引言现代雷达为了获得高性能o均采用先进的信号处理技术o对需要在强杂波环境中检测目标的机载雷达尤其如此o其后续信号处理对接收机正交相检器输出的!±通道的幅相不平衡提出了严格的要求∀目前采用的模拟正交相检技术受器件离散性的影响较大o而且幅度和相位随频率!温度漂移o这使得!±通道的幅相误差较大o无法满足后续信号处理的要求∀为了改善雷达的检测性能o有必要对!±通道的幅相一致性进行分析和改善∀uo±通道幅相不平衡的影响分析正交相检器输出的!±分量o合成后应为基带复信号∀若!±通道存在

7、幅相误差o那么在时域内会造成复信号的幅度和相位误差o在频域内会产生信号回波谱线的镜像o引起虚警∀为了便于分析o假设输入的中频信号为Ξkτl¦²¶Ξsτktl若!±通道的幅度误差为!相位误差为Υo则经正交相检后输出的!±信号分别为}Ιkτl¦²¶ΞδτkulΘkτlktnΚl¶¬±kΞδτnΥlkvlΞ本文t

8、

9、{年x月y日收到otu月ut日收到修改稿∀第x期陈军}!±通道幅相不平衡的影响及改善tst合成的复信号为ΞοkτlΙkτlnΘkτl¦²¶ΞδτnϕktnΚl¶¬±kΞδτnΥltϕΞτpϕΞτϕϕkΞτnΥlpϕkΞτnΥlkεδnεδl

10、nϕktnΚlkεδpεδluutϕΥϕΞτtϕΥpϕΞτ1tnktnΚlε2εδn1tpktnΚlε2εδkwluu经付氏变换得tϕΥtϕΥΦ1Ξοkτl21tnktnΚlε2Ø∆kΞpΞδln1tpktnΚlε2Ø∆kΞnΞδlkxluuϕΞτ其中Φ1εδ2∆kΞpΞδloΦ为付氏变换简记∀从以上分析可以看出o运动目标k或杂波l回波经过存在幅相误差的!±通道后o输出的信号频谱除正常的上边带谱分量外o还产生了镜像下边带谱分量o该谱分量的强度与!±通道的幅相误差成正比∀以脉冲方式工作的机载雷达o其回波信号的谱以°k脉冲重复周期l重复∀那么下一个周

11、期的下边带镜像谱分量就会落入本周期内o被误认为是Ξδ较大的回波信号o从而造成虚警∀故在频域内处理回波信号时o在满足一定虚警概率的条件下o对镜像信号的抑制度有一定要求∀这里将下边带镜像谱分量幅度的平方与上边带谱分量幅度的平方的对数定义为镜像抑制度}uu1tpktnΚl¦²¶Υ2n1ktnΚl¶¬±Υ2ts¯ªuu1tnktnΚl¦²¶Υ2n1ktnΚl¶¬±Υ2utnktnΚlpuktnΚl¦²¶Υts¯ªukyltnktnΚlnuktnΚl¦²¶Υ显然o镜像抑制度kl的大小与!±通道的幅相误差大小成反比∀机载雷达为了在强杂波背景中检测目标o要求信

12、号处理有ys§以上的杂波抑制度o通过kyl式可计算出所要求的!±通道的幅相误差为ΚsqthoΥsqtβ∀对于这样的幅相误差要求o模拟相检技术是无法实现的o但可以通过误差校正技术和°技术来满足要求∀v误差校正技术最基本方法就是在接收机的!±检波前注入一个已知的理想信号o该信号必须是已知其特征的合成多普勒信号o例如o多普勒频移和幅度都是已知的o这个信号可以在系统任何空闲时注入o比如在天线扫描完空域后或相参驻留之间注入o这种校正是依靠对电路工作漂移的预测进行的∀这个合成的多普勒信号经!±检波和ƒƒ×处理器处理o信号在镜频处的响应反映了!±通道的幅相不平

13、衡o镜频信号的相对相位提供了解!±幅度不平衡和相位不正交模糊的足够信息∀分析后所得的误差数据被记录下来并存储在一个校准文件中∀系统工作时