微型SAR寬帶信號產(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，可以安裝在小型無人機上，極大的降低了SAR的使用成本，在戰(zhàn)場偵察，地形測繪等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。微型SAR通常采用FMCW體制，信號源是其重要的組成部分。在微型SAR中，要求在體積、重量、功耗嚴格受限的情況下，實現(xiàn)大帶寬FMCW信號，傳統(tǒng)的信號產(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盘枖?shù)字合成技術(shù)中的DDS和DDWS方案，針對兩個方案存在的雜散嚴重和幅相不平衡，分

2、別提出了頻帶選擇的方法和預(yù)失真補償?shù)募夹g(shù)，實驗證明，本文所提方法能夠有效的降低雜散，補償幅相誤差，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，但是存在雜散嚴重，帶寬有限等問題。通過對DDS的深入分析，總結(jié)了雜散分布的特點，提出了合理的選擇頻帶的方法。設(shè)計實現(xiàn)了DDS信號源，進行了測試，證明本文所提方法能夠有效的降低輸出信號中的雜散和諧波。DDWS的方案除具有DDS的特點以外，還具有產(chǎn)生波形靈活多樣的優(yōu)勢。采用正交調(diào)

3、制進行頻帶擴展時，基帶信號的幅相不平衡會造成載頻泄露和鏡像頻率，嚴重影響輸出信號質(zhì)量。本文提出采用預(yù)失真補償?shù)姆椒▽Ψ嗾`差進行補償。設(shè)計并實現(xiàn)了DDWS的信號源，并在信號源上采用預(yù)失真補償?shù)姆椒▽Ψ嗾`差和系統(tǒng)誤差進行了校正，校正后的信號脈壓效果十分優(yōu)異，接近理想水平。
　?、聘鶕?jù)對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PLL(Sweep Voltage DDS-PLL SVDP)的頻率合成方案。該方案采用D

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

5、，本文提出了基于RVPC的補償方法，通過仿真和實測數(shù)據(jù)測試表明，該方法能夠補償空變的相位誤差。去調(diào)頻的處理方式能夠有效的降低采樣和處理的壓力，從而降低信號處理設(shè)備體積和重量，但是，去調(diào)頻的處理方式會帶來新的問題，就是發(fā)射信號中的相位誤差經(jīng)過目標反射后會形成與目標距離有關(guān)，即空變的相位誤差。首先分析發(fā)射信號相位誤差，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的補償方法首先提取發(fā)射信號相位誤差，分

6、別計算發(fā)射信號和回波的誤差補償函數(shù)，在 RVPC前后分別乘以兩種補償函數(shù)。經(jīng)過仿真和實測的數(shù)據(jù)驗證，該方法能夠很好的補償空變的相位誤差，提高脈壓水平，并且不增加設(shè)備重量和計算量。
　　⑷基于DDWS方法設(shè)計了大容量寬帶雷達回波模擬器，擁有最高可達1TB的設(shè)計容量，最大達到200MHz的中頻信號帶寬。雷達回波模擬器是雷達研制過程中不可或缺的調(diào)試設(shè)備，能夠與信號處理機構(gòu)成半實物仿真系統(tǒng)，完成雷達系統(tǒng)的實驗室測試。本文基于DDWS方案設(shè)