子帶合成實現超大帶寬信號產生與接收系統的製作方法
2023-06-17 11:14:16 1
專利名稱：子帶合成實現超大帶寬信號產生與接收系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及高分辨機載合成孔徑(SAR)雷達信號產生與接收技術，為一種子帶合成結合預失真補償實現超大帶寬信號產生與接收系統，典型應用於超高解析度(O. Im 以上)機載合成孔徑雷達。
背景技術：
機載合成孔徑雷達(SAR)偵察系統由於其全天候、全天時、安全係數高等特點，正 被國際市場廣泛關注。其中高解析度是合成孔徑雷達系統永恆的追求，由於受工作時鐘和 器件寬帶色散效應影響，目前採用常規的技術手段還難以實現2GHz帶寬以上信號產生與 接收處理，同時由於受機載平臺載荷能力的限制，超高解析度系統又應具有微型化和低成 本的特點，本實用新型就是解決超高解析度合成孔徑雷達超大帶寬信號產生與接收處理問 題。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種應用於超高解析度合成孔徑雷達系 統超大帶寬信號產生和接收機系統，該信號產生和接收系統採用了寬子帶合成結合預失真 補償方式實現超大帶寬信號產生與接收處理。本實用新型所採用的技術方案是子帶合成實現超寬帶信號產生與接收系統，包括信號產生器1、調製器2、倍頻器 3、寬帶上變頻器4、頻率合成器5、低噪聲放大器6、子帶分選濾波器7、寬帶下變頻器8、正交 解調器9和數據採集處理器10 ；信號產生器1連接調製器2，其輸出連接倍頻器3，倍頻器3連接寬帶上變頻器4 ； 回波信號進入低噪聲放大器6，低噪聲放大器6連接子帶分選濾波器7，子帶分選濾波器7 連接寬帶下變頻器8，寬帶下變頻器8連接正交解調器9，正交解調器9連接數據採集處理 器10 ；頻率合成器5分別連接信號產生器1、調製器3、寬帶上變頻器4、寬帶下變頻器8、正 交解調器9和數據採集處理器10。通過分時產生和接收處理等間隔N個帶寬為B的子帶信 號，並按子帶進行預失真幅相補償，獲得近似NB超大帶寬的脈壓效果。本實用新型的有益技術效果是採用子帶合成方式結合預失真補償實現超大帶寬 信號產生與接收處理，其中信號產生器、倍頻器、調製器、子帶分選濾波器、正交解調器和數 據採集處理器均為常規帶寬，僅有寬帶上變頻器、低噪聲放大器、寬帶下變頻器和頻率合成 器為超寬帶，最後通過數據採集處理進行子帶合成，其主要特點解決了超高解析度合成孔 徑雷達系統中的寬帶瓶頸，超大帶寬技術瓶頸主要有信號產生器、倍頻器、調製器、解調器 和數據採集處理器。子帶合成使2GHz以上超大帶寬成為可能，同時結合預失真補償獲得高 信號質量產生與接收處理，在工程上由於迴避了主要的寬帶瓶頸，因此更易於集成，同時成 本相對較低。本實用新型通過分時產生和接收處理等間隔N個帶寬為B的子帶信號獲得近似NB超大帶寬的脈壓效果。本實用新型主要應用於超高解析度合成孔徑雷達系統中，典型如0. Im或優於 0. Im超解析度機載偵察系統。該技術可推廣應用於多種超大帶寬系統中，具有很高的工程 實用價值，其社會價值和經濟價值十分可觀。
圖1為本實用新型的結構原理框圖。
具體實施方式
本實用新型的設計思想是，採用子帶合成結合預失真補償，實現超大帶寬信號產生與接收處理，迴避了目前制約超大帶寬信號產生與接收處理的技術瓶頸。本實用新型的硬體的組成如圖1所示包括信號產生器1、調製器2、倍頻器3、寬 帶上變頻器4、頻率合成器5、低噪聲放大器6、子帶分選濾波器7、寬帶下變頻器8、正交解調 器9和數據採集處理器10 ；信號產生器1連接調製器2，其輸出連接倍頻器3，倍頻器3連接寬帶上變頻器4 ； 回波信號進入低噪聲放大器6，低噪聲放大器6連接子帶分選濾波器7，子帶分選濾波器7 連接寬帶下變頻器8，寬帶下變頻器8連接正交解調器9，正交解調器9連接數據採集解器 10 ；頻率合成器5分別連接信號產生器1、調製器3、寬帶上變頻器4、寬帶下變頻器8、正交 解調器9和數據採集解器10。其中信號產生器1、倍頻器3、調製器2、子帶分選濾波器7、正 交解調器9和數據採集處理器10均為常規帶寬，僅有寬帶上變頻器4、低噪聲放大器6、寬 帶下變頻器8和頻率合成器5為超寬帶。超大帶寬信號產生系統由信號產生器1產生兩路正交寬帶信號，通過調製器2進 行帶寬倍增和載波搬移，再通過倍頻器3進行帶寬倍增，信號產生器1產生的信號帶寬經此 實現了四次倍增至帶寬B，然後通過寬帶上變頻器4與來自頻率合成器5的分時產生不同本 振進行上變頻，頻率合成器5分時產生變頻本振為等間隔，其間隔略小於B有利於子帶合成 時剔除拼接處失真，頻點數為N，因此通過寬帶上變頻器4後，系統將在不同載波上分時產 生等間隔N個B帶寬的子帶信號。因此該超高解析度合成孔徑雷達系統每個發射信號等效 由N個帶寬為B子脈衝組成。超大帶寬接收處理N個帶寬為B子脈衝回波信號經低噪聲放大器6，通過快速子 帶分選濾波器7，再和來自頻率合成器5的分時產生不同本振在寬帶下變頻器8進行下變 頻，因此回波經此處理後將在同一中頻載波上分時產生N個帶寬為B的中頻回波信號，然後 通過正交解調器9進行解調，送至數據採集處理器10進行數據採集和子帶拼接。為防止拼 接接縫處的信號質量損失，在實現子帶拼接時將適當損失一定信號帶寬。因此拼接後信號 帶寬將略小於NB。預失真補償由於子帶合成後，脈壓匹配函數只能是針對單一的超大帶寬信號，對 於不同子帶產生的幅相失真是無能為力的，因此為獲得較理想的超大帶寬脈衝壓縮特性， 需進行子帶幅相預失真補償。由於子帶帶寬較寬，不同子帶在不同的載波頻率上，因此不同 的子帶具有不同的幅相失真特性，本實用新型採用分別補償方式，獲得很好的效果。方法是 通過提取寬帶上變頻器4信號樣本至低噪聲放大器6，通過信號大閉環至數據採集處理器10，提取幅相失真參數反饋至信號產生器1，進行預失真補償。 在該實用新型較常規系統中增加子帶分選濾波器7和頻率合成器5的本振快捷變 功能，通過頻率合成器5的本振快捷變功能在寬帶上變頻器4中在不同載波上分時產生N 個帶寬為B的子帶信號。子帶分選濾波器防止了子帶回波短脈衝組信號之間的混疊，同時 通過頻率合成器5的本振快捷變功能在寬帶下變頻器8中分時產生同一載波N個帶寬為B 的子帶信號，然後在數據採集處理器10中進行子帶合成。數據採集處理器10較常規處理 器增加了子帶合成功能，信號產生器1較常規增加了同一帶寬不同子帶分時預失真補償功 能。
權利要求子帶合成實現超寬帶信號產生與接收系統，包括信號產生器(1)、調製器(2)、倍頻器(3)、寬帶上變頻器(4)、頻率合成器(5)、低噪聲放大器(6)、子帶分選濾波器(7)、寬帶下變頻器(8)、正交解調器(9)和數據採集處理器(10)，其特徵在於信號產生器(1)連接調製器(2)，其輸出連接倍頻器(3)，倍頻器(3)連接寬帶上變頻器(4)；回波信號進入低噪聲放大器(6)，低噪聲放大器(6)連接子帶分選濾波器(7)，子帶分選濾波器(7)連接寬帶下變頻器(8)，寬帶下變頻器(8)連接正交解調器(9)，正交解調器(9)連接數據採集處理器(10)；頻率合成器(5)分別連接信號產生器(1)、調製器(3)、寬帶上變頻器(4)、寬帶下變頻器(8)、正交解調器(9)和數據採集處理器(10)；其中寬帶上變頻器(4)、低噪聲放大器(6)、寬帶下變頻器(8)和頻率合成器(5)為超寬帶；通過分時產生和接收處理等間隔N個帶寬為B的子帶信號，並按子帶進行預失真幅相補償，獲得近似NB超大帶寬的脈壓效果。
專利摘要本實用新型涉及用於機載合成孔徑雷達(SAR)的子帶合成實現超大帶寬信號產生與接收系統。該系統的信號產生器1連接調製器2，其輸出連接倍頻器3，倍頻器3連接寬帶上變頻器4；回波信號進入低噪聲放大器6，低噪聲放大器6連接子帶分選濾波器7，子帶分選濾波器7連接寬帶下變頻器8，寬帶下變頻器8連接正交解調器9，正交解調器9連接數據採集處理器10；頻率合成器5分別連接信號產生器1、調製器3、寬帶上變頻器4、寬帶下變頻器8、正交解調器9和數據採集處理器10；通過分時產生和接收處理等間隔N個帶寬為B的子帶信號，並按子帶進行預失真幅相補償，獲得近似NB超大帶寬的脈壓效果。本實用新型實現了2GHz帶寬以上信號產生與接收處理，實現微型化和低成本。
文檔編號G01S7/28GK201555948SQ20092018077
公開日2010年8月18日 申請日期2009年11月27日 優先權日2009年11月27日
發明者吉宗海, 張焱, 方立軍, 譚劍美, 馬駿 申請人:中國電子科技集團公司第三十八研究所