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2023-06-23
宽带波形预失真补偿技术简介
【摘要】：为了获得理想距离压缩特性，必须进行宽带波形信号失真补偿。图5Ka 波段信号合成框图图6预失真补偿原理框图我们选用的DDS 芯片内部具有11 bit 相位控制字，相位控制精度约为0.18°，可以很好地实现系统的相位预失真功能。Ka 波段发射激励信号预失真补偿前后的脉压主副瓣图分别如图7 和图8 所示，Ka 波段接收本振信号预失真补偿前后的脉压主副瓣图分别如图9 和图10 所示。
在本方案中，DDS 产生的波形信号先后经过了微波宽带倍频和毫米波上变频等电路，DDS 产生的波形信号被微波放大器、倍频器、滤波器、混频器等处理过，由于模拟器件的非线性特性（尤其是滤波器及其他微波电路的群延时变化特性），会导致最终输出宽带波形信号相位失真，这种非线性失真将会导致信处脉冲压缩后出现主瓣展宽（严重时会出现主瓣分裂）、副瓣升高等现象，进而导致SAR 成像雷达系统的距离分辨率严重恶化，无法满足高分辨率成像应用。
为了获得理想距离压缩特性，必须进行宽带波形信号失真补偿。本方案中，通过外部相参信号源和下变频器，将Ka 波段发射激励信号和接收本振信号下变频至易于采集的S 波段频率上，然后采用高速采样存储示波器对下变频后的宽带波形信号进行数据采集，将采集数据送给计算机进行数字下变频、抽取、滤波等处理，得到实际宽带波形信号的相位特性，最后将其与理想宽带波形信号的相位进行比较，求出相位误差，由DDS 将相位误差修正到其产生的波形信号中，从而实现宽带波形信号的预失真补偿。另外，为了提高预失真补偿的精确度，采用了对下变频后的波形信号进行多次采样求平均的方法。预失真补偿原理框图如图6 所示。
图5 Ka 波段信号合成框图
图6 预失真补偿原理框图
我们选用的DDS 芯片内部具有11 bit 相位控制字，相位控制精度约为0.18°，可以很好地实现系统的相位预失真功能。另外，需要选用具有良好相位特性的外部下变频器和测试电缆，否则进行预失真时会将外部测试装置的非线性补偿进去。
Ka 波段发射激励信号预失真补偿前后的脉压主副瓣图分别如图7 和图8 所示，Ka 波段接收本振信号预失真补偿前后的脉压主副瓣图分别如图9 和图10 所示。
图7 Ka 发射宽带LFM 信号预失真前脉压主副瓣
图8 Ka 发射宽带LFM 信号预失真后脉压主副瓣
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