專利名稱：子帶合成實(shí)現(xiàn)超大帶寬信號產(chǎn)生與接收系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及高分辨機(jī)載合成孔徑(SAR)雷達(dá)信號產(chǎn)生與接收技術(shù)，為一種子帶合成結(jié)合預(yù)失真補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)超大帶寬信號產(chǎn)生與接收系統(tǒng)，典型應(yīng)用于超高分辨率(O. Im 以上)機(jī)載合成孔徑雷達(dá)。
背景技術(shù)：
機(jī)載合成孔徑雷達(dá)(SAR)偵察系統(tǒng)由于其全天候、全天時(shí)、安全系數(shù)高等特點(diǎn)，正 被國際市場廣泛關(guān)注。其中高分辨率是合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)永恒的追求，由于受工作時(shí)鐘和 器件寬帶色散效應(yīng)影響，目前采用常規(guī)的技術(shù)手段還難以實(shí)現(xiàn)2GHz帶寬以上信號產(chǎn)生與 接收處理，同時(shí)由于受機(jī)載平臺(tái)載荷能力的限制，超高分辨率系統(tǒng)又應(yīng)具有微型化和低成 本的特點(diǎn)，本實(shí)用新型就是解決超高分辨率合成孔徑雷達(dá)超大帶寬信號產(chǎn)生與接收處理問 題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種應(yīng)用于超高分辨率合成孔徑雷達(dá)系 統(tǒng)超大帶寬信號產(chǎn)生和接收機(jī)系統(tǒng)，該信號產(chǎn)生和接收系統(tǒng)采用了寬子帶合成結(jié)合預(yù)失真 補(bǔ)償方式實(shí)現(xiàn)超大帶寬信號產(chǎn)生與接收處理。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是子帶合成實(shí)現(xiàn)超寬帶信號產(chǎn)生與接收系統(tǒng)，包括信號產(chǎn)生器1、調(diào)制器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(diào)器9和數(shù)據(jù)采集處理器10 ；信號產(chǎn)生器1連接調(diào)制器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(jìn)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(diào)器9，正交解調(diào)器9連接數(shù)據(jù)采集處理 器10 ；頻率合成器5分別連接信號產(chǎn)生器1、調(diào)制器3、寬帶上變頻器4、寬帶下變頻器8、正 交解調(diào)器9和數(shù)據(jù)采集處理器10。通過分時(shí)產(chǎn)生和接收處理等間隔N個(gè)帶寬為B的子帶信 號，并按子帶進(jìn)行預(yù)失真幅相補(bǔ)償，獲得近似NB超大帶寬的脈壓效果。本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果是采用子帶合成方式結(jié)合預(yù)失真補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)超大帶寬 信號產(chǎn)生與接收處理，其中信號產(chǎn)生器、倍頻器、調(diào)制器、子帶分選濾波器、正交解調(diào)器和數(shù) 據(jù)采集處理器均為常規(guī)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，最后通過數(shù)據(jù)采集處理進(jìn)行子帶合成，其主要特點(diǎn)解決了超高分辨率合成孔 徑雷達(dá)系統(tǒng)中的寬帶瓶頸，超大帶寬技術(shù)瓶頸主要有信號產(chǎn)生器、倍頻器、調(diào)制器、解調(diào)器 和數(shù)據(jù)采集處理器。子帶合成使2GHz以上超大帶寬成為可能，同時(shí)結(jié)合預(yù)失真補(bǔ)償獲得高 信號質(zhì)量產(chǎn)生與接收處理，在工程上由于回避了主要的寬帶瓶頸，因此更易于集成，同時(shí)成 本相對較低。本實(shí)用新型通過分時(shí)產(chǎn)生和接收處理等間隔N個(gè)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(shí)用新型主要應(yīng)用于超高分辨率合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)中，典型如0. Im或優(yōu)于 0. Im超分辨率機(jī)載偵察系統(tǒng)。該技術(shù)可推廣應(yīng)用于多種超大帶寬系統(tǒng)中，具有很高的工程 實(shí)用價(jià)值，其社會(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值十分可觀。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理框圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)思想是，采用子帶合成結(jié)合預(yù)失真補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)超大帶寬信號產(chǎn)生與接收處理，回避了目前制約超大帶寬信號產(chǎn)生與接收處理的技術(shù)瓶頸。本實(shí)用新型的硬件的組成如圖1所示包括信號產(chǎn)生器1、調(diào)制器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(diào) 器9和數(shù)據(jù)采集處理器10 ；信號產(chǎn)生器1連接調(diào)制器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(jìn)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(diào)器9，正交解調(diào)器9連接數(shù)據(jù)采集解器 10 ；頻率合成器5分別連接信號產(chǎn)生器1、調(diào)制器3、寬帶上變頻器4、寬帶下變頻器8、正交 解調(diào)器9和數(shù)據(jù)采集解器10。其中信號產(chǎn)生器1、倍頻器3、調(diào)制器2、子帶分選濾波器7、正 交解調(diào)器9和數(shù)據(jù)采集處理器10均為常規(guī)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(chǎn)生系統(tǒng)由信號產(chǎn)生器1產(chǎn)生兩路正交寬帶信號，通過調(diào)制器2進(jìn) 行帶寬倍增和載波搬移，再通過倍頻器3進(jìn)行帶寬倍增，信號產(chǎn)生器1產(chǎn)生的信號帶寬經(jīng)此 實(shí)現(xiàn)了四次倍增至帶寬B，然后通過寬帶上變頻器4與來自頻率合成器5的分時(shí)產(chǎn)生不同本 振進(jìn)行上變頻，頻率合成器5分時(shí)產(chǎn)生變頻本振為等間隔，其間隔略小于B有利于子帶合成 時(shí)剔除拼接處失真，頻點(diǎn)數(shù)為N，因此通過寬帶上變頻器4后，系統(tǒng)將在不同載波上分時(shí)產(chǎn) 生等間隔N個(gè)B帶寬的子帶信號。因此該超高分辨率合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)每個(gè)發(fā)射信號等效 由N個(gè)帶寬為B子脈沖組成。超大帶寬接收處理N個(gè)帶寬為B子脈沖回波信號經(jīng)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(shí)產(chǎn)生不同本振在寬帶下變頻器8進(jìn)行下變 頻，因此回波經(jīng)此處理后將在同一中頻載波上分時(shí)產(chǎn)生N個(gè)帶寬為B的中頻回波信號，然后 通過正交解調(diào)器9進(jìn)行解調(diào)，送至數(shù)據(jù)采集處理器10進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和子帶拼接。為防止拼 接接縫處的信號質(zhì)量損失，在實(shí)現(xiàn)子帶拼接時(shí)將適當(dāng)損失一定信號帶寬。因此拼接后信號 帶寬將略小于NB。預(yù)失真補(bǔ)償由于子帶合成后，脈壓匹配函數(shù)只能是針對單一的超大帶寬信號，對 于不同子帶產(chǎn)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沖壓縮特性， 需進(jìn)行子帶幅相預(yù)失真補(bǔ)償。由于子帶帶寬較寬，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(shí)用新型采用分別補(bǔ)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(huán)至數(shù)據(jù)采集處理器10，提取幅相失真參數(shù)反饋至信號產(chǎn)生器1，進(jìn)行預(yù)失真補(bǔ)償。 在該實(shí)用新型較常規(guī)系統(tǒng)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(shí)產(chǎn)生N 個(gè)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沖組信號之間的混疊，同時(shí) 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(shí)產(chǎn)生同一載波N個(gè)帶寬為B 的子帶信號，然后在數(shù)據(jù)采集處理器10中進(jìn)行子帶合成。數(shù)據(jù)采集處理器10較常規(guī)處理 器增加了子帶合成功能，信號產(chǎn)生器1較常規(guī)增加了同一帶寬不同子帶分時(shí)預(yù)失真補(bǔ)償功 能。
權(quán)利要求子帶合成實(shí)現(xiàn)超寬帶信號產(chǎn)生與接收系統(tǒng)，包括信號產(chǎn)生器(1)、調(diào)制器(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(diào)器(9)和數(shù)據(jù)采集處理器(10)，其特征在于信號產(chǎn)生器(1)連接調(diào)制器(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(jìn)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(diào)器(9)，正交解調(diào)器(9)連接數(shù)據(jù)采集處理器(10)；頻率合成器(5)分別連接信號產(chǎn)生器(1)、調(diào)制器(3)、寬帶上變頻器(4)、寬帶下變頻器(8)、正交解調(diào)器(9)和數(shù)據(jù)采集處理器(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(shí)產(chǎn)生和接收處理等間隔N個(gè)帶寬為B的子帶信號，并按子帶進(jìn)行預(yù)失真幅相補(bǔ)償，獲得近似NB超大帶寬的脈壓效果。
專利摘要本實(shí)用新型涉及用于機(jī)載合成孔徑雷達(dá)(SAR)的子帶合成實(shí)現(xiàn)超大帶寬信號產(chǎn)生與接收系統(tǒng)。該系統(tǒng)的信號產(chǎn)生器1連接調(diào)制器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(jìn)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(diào)器9，正交解調(diào)器9連接數(shù)據(jù)采集處理器10；頻率合成器5分別連接信號產(chǎn)生器1、調(diào)制器3、寬帶上變頻器4、寬帶下變頻器8、正交解調(diào)器9和數(shù)據(jù)采集處理器10；通過分時(shí)產(chǎn)生和接收處理等間隔N個(gè)帶寬為B的子帶信號，并按子帶進(jìn)行預(yù)失真幅相補(bǔ)償，獲得近似NB超大帶寬的脈壓效果。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了2GHz帶寬以上信號產(chǎn)生與接收處理，實(shí)現(xiàn)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(yōu)先權(quán)日2009年11月27日
發(fā)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(tuán)公司第三十八研究所