微型SAR寬帶信號(hào)產(chǎn)生方法研究.pdf

1、微型SAR具有體積小、重量輕、功耗低等特點(diǎn)，可以安裝在小型無人機(jī)上，極大的降低了SAR的使用成本，在戰(zhàn)場(chǎng)偵察，地形測(cè)繪等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。微型SAR通常采用FMCW體制，信號(hào)源是其重要的組成部分。在微型SAR中，要求在體積、重量、功耗嚴(yán)格受限的情況下，實(shí)現(xiàn)大帶寬FMCW信號(hào)，傳統(tǒng)的信號(hào)產(chǎn)生方法具有一定的局限性。本研究主要內(nèi)容包括：
　?、叛芯苛藢拵盘?hào)數(shù)字合成技術(shù)中的DDS和DDWS方案，針對(duì)兩個(gè)方案存在的雜散嚴(yán)重和幅相不平衡，分

2、別提出了頻帶選擇的方法和預(yù)失真補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)，實(shí)驗(yàn)證明，本文所提方法能夠有效的降低雜散，補(bǔ)償幅相誤差，提升脈壓水平。DDS具有頻率分辨率高，轉(zhuǎn)換速度快，相位連續(xù)等優(yōu)勢(shì)，但是存在雜散嚴(yán)重，帶寬有限等問題。通過對(duì)DDS的深入分析，總結(jié)了雜散分布的特點(diǎn)，提出了合理的選擇頻帶的方法。設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了DDS信號(hào)源，進(jìn)行了測(cè)試，證明本文所提方法能夠有效的降低輸出信號(hào)中的雜散和諧波。DDWS的方案除具有DDS的特點(diǎn)以外，還具有產(chǎn)生波形靈活多樣的優(yōu)勢(shì)。采用正交調(diào)

3、制進(jìn)行頻帶擴(kuò)展時(shí)，基帶信號(hào)的幅相不平衡會(huì)造成載頻泄露和鏡像頻率，嚴(yán)重影響輸出信號(hào)質(zhì)量。本文提出采用預(yù)失真補(bǔ)償?shù)姆椒▽?duì)幅相誤差進(jìn)行補(bǔ)償。設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了DDWS的信號(hào)源，并在信號(hào)源上采用預(yù)失真補(bǔ)償?shù)姆椒▽?duì)幅相誤差和系統(tǒng)誤差進(jìn)行了校正，校正后的信號(hào)脈壓效果十分優(yōu)異，接近理想水平。
　?、聘鶕?jù)對(duì)PLL以及混合式頻率合成技術(shù)的研究，提出了掃頻式DDS激勵(lì)PLL(Sweep Voltage DDS-PLL SVDP)的頻率合成方案。該方案采用D

4、DS激勵(lì)PLL，配合電壓預(yù)置的方法，實(shí)現(xiàn)了大調(diào)頻斜率的寬帶信號(hào)輸出，提升了捕獲速度。針對(duì)PLL倍頻次數(shù)過高造成的輸出信號(hào)相位誤差過大的問題，提出采用預(yù)失真的方法補(bǔ)償確知性相位誤差。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路對(duì)SVDP方案進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，電路的頻率轉(zhuǎn)換速度快，通過預(yù)失真補(bǔ)償，輸出信號(hào)的頻率線性度得到大幅度改善，輸出信號(hào)脈壓性能優(yōu)異，相參性、穩(wěn)定性也較好，適合微型SAR的應(yīng)用。
　　⑶針對(duì)調(diào)頻連續(xù)波的去調(diào)頻處理過程中會(huì)引入空變相位誤差的問題

5、，本文提出了基于RVPC的補(bǔ)償方法，通過仿真和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)測(cè)試表明，該方法能夠補(bǔ)償空變的相位誤差。去調(diào)頻的處理方式能夠有效的降低采樣和處理的壓力，從而降低信號(hào)處理設(shè)備體積和重量，但是，去調(diào)頻的處理方式會(huì)帶來新的問題，就是發(fā)射信號(hào)中的相位誤差經(jīng)過目標(biāo)反射后會(huì)形成與目標(biāo)距離有關(guān)，即空變的相位誤差。首先分析發(fā)射信號(hào)相位誤差，建立了完善的相位誤差模型，指出相位誤差中確知性相位誤差是主要的。本文提出的基于RVPC的補(bǔ)償方法首先提取發(fā)射信號(hào)相位誤差，分

6、別計(jì)算發(fā)射信號(hào)和回波的誤差補(bǔ)償函數(shù)，在 RVPC前后分別乘以兩種補(bǔ)償函數(shù)。經(jīng)過仿真和實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)驗(yàn)證，該方法能夠很好的補(bǔ)償空變的相位誤差，提高脈壓水平，并且不增加設(shè)備重量和計(jì)算量。
　?、然贒DWS方法設(shè)計(jì)了大容量寬帶雷達(dá)回波模擬器，擁有最高可達(dá)1TB的設(shè)計(jì)容量，最大達(dá)到200MHz的中頻信號(hào)帶寬。雷達(dá)回波模擬器是雷達(dá)研制過程中不可或缺的調(diào)試設(shè)備，能夠與信號(hào)處理機(jī)構(gòu)成半實(shí)物仿真系統(tǒng)，完成雷達(dá)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試。本文基于DDWS方案設(shè)