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专利名称：子带合成实现超大带宽信号产生与接收系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及高分辨机载合成孔径(SAR)雷达信号产生与接收技术，为一种子带合成结合预失真补偿实现超大带宽信号产生与接收系统，典型应用于超高分辨率(O. Im 以上)机载合成孔径雷达。
背景技术：
机载合成孔径雷达(SAR)侦察系统由于其全天候、全天时、安全系数高等特点，正 被国际市场广泛关注。其中高分辨率是合成孔径雷达系统永恒的追求，由于受工作时钟和 器件宽带色散效应影响，目前采用常规的技术手段还难以实现2GHz带宽以上信号产生与 接收处理，同时由于受机载平台载荷能力的限制，超高分辨率系统又应具有微型化和低成 本的特点，本实用新型就是解决超高分辨率合成孔径雷达超大带宽信号产生与接收处理问 题。

实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种应用于超高分辨率合成孔径雷达系 统超大带宽信号产生和接收机系统，该信号产生和接收系统采用了宽子带合成结合预失真 补偿方式实现超大带宽信号产生与接收处理。本实用新型所采用的技术方案是子带合成实现超宽带信号产生与接收系统，包括信号产生器1、调制器2、倍频器 3、宽带上变频器4、频率合成器5、低噪声放大器6、子带分选滤波器7、宽带下变频器8、正交 解调器9和数据采集处理器10 ；信号产生器1连接调制器2，其输出连接倍频器3，倍频器3连接宽带上变频器4 ； 回波信号进入低噪声放大器6，低噪声放大器6连接子带分选滤波器7，子带分选滤波器7 连接宽带下变频器8，宽带下变频器8连接正交解调器9，正交解调器9连接数据采集处理 器10 ；频率合成器5分别连接信号产生器1、调制器3、宽带上变频器4、宽带下变频器8、正 交解调器9和数据采集处理器10。通过分时产生和接收处理等间隔N个带宽为B的子带信 号，并按子带进行预失真幅相补偿，获得近似NB超大带宽的脉压效果。本实用新型的有益技术效果是采用子带合成方式结合预失真补偿实现超大带宽 信号产生与接收处理，其中信号产生器、倍频器、调制器、子带分选滤波器、正交解调器和数 据采集处理器均为常规带宽，仅有宽带上变频器、低噪声放大器、宽带下变频器和频率合成 器为超宽带，最后通过数据采集处理进行子带合成，其主要特点解决了超高分辨率合成孔 径雷达系统中的宽带瓶颈，超大带宽技术瓶颈主要有信号产生器、倍频器、调制器、解调器 和数据采集处理器。子带合成使2GHz以上超大带宽成为可能，同时结合预失真补偿获得高 信号质量产生与接收处理，在工程上由于回避了主要的宽带瓶颈，因此更易于集成，同时成 本相对较低。本实用新型通过分时产生和接收处理等间隔N个带宽为B的子带信号获得近似NB超大带宽的脉压效果。本实用新型主要应用于超高分辨率合成孔径雷达系统中，典型如0. Im或优于 0. Im超分辨率机载侦察系统。该技术可推广应用于多种超大带宽系统中，具有很高的工程 实用价值，其社会价值和经济价值十分可观。

图1为本实用新型的结构原理框图。
具体实施方式
本实用新型的设计思想是，采用子带合成结合预失真补偿，实现超大带宽信号产生与接收处理，回避了目前制约超大带宽信号产生与接收处理的技术瓶颈。本实用新型的硬件的组成如图1所示包括信号产生器1、调制器2、倍频器3、宽 带上变频器4、频率合成器5、低噪声放大器6、子带分选滤波器7、宽带下变频器8、正交解调 器9和数据采集处理器10 ；信号产生器1连接调制器2，其输出连接倍频器3，倍频器3连接宽带上变频器4 ； 回波信号进入低噪声放大器6，低噪声放大器6连接子带分选滤波器7，子带分选滤波器7 连接宽带下变频器8，宽带下变频器8连接正交解调器9，正交解调器9连接数据采集解器 10 ；频率合成器5分别连接信号产生器1、调制器3、宽带上变频器4、宽带下变频器8、正交 解调器9和数据采集解器10。其中信号产生器1、倍频器3、调制器2、子带分选滤波器7、正 交解调器9和数据采集处理器10均为常规带宽，仅有宽带上变频器4、低噪声放大器6、宽 带下变频器8和频率合成器5为超宽带。超大带宽信号产生系统由信号产生器1产生两路正交宽带信号，通过调制器2进 行带宽倍增和载波搬移，再通过倍频器3进行带宽倍增，信号产生器1产生的信号带宽经此 实现了四次倍增至带宽B，然后通过宽带上变频器4与来自频率合成器5的分时产生不同本 振进行上变频，频率合成器5分时产生变频本振为等间隔，其间隔略小于B有利于子带合成 时剔除拼接处失真，频点数为N，因此通过宽带上变频器4后，系统将在不同载波上分时产 生等间隔N个B带宽的子带信号。因此该超高分辨率合成孔径雷达系统每个发射信号等效 由N个带宽为B子脉冲组成。超大带宽接收处理N个带宽为B子脉冲回波信号经低噪声放大器6，通过快速子 带分选滤波器7，再和来自频率合成器5的分时产生不同本振在宽带下变频器8进行下变 频，因此回波经此处理后将在同一中频载波上分时产生N个带宽为B的中频回波信号，然后 通过正交解调器9进行解调，送至数据采集处理器10进行数据采集和子带拼接。为防止拼 接接缝处的信号质量损失，在实现子带拼接时将适当损失一定信号带宽。因此拼接后信号 带宽将略小于NB。预失真补偿由于子带合成后，脉压匹配函数只能是针对单一的超大带宽信号，对 于不同子带产生的幅相失真是无能为力的，因此为获得较理想的超大带宽脉冲压缩特性， 需进行子带幅相预失真补偿。由于子带带宽较宽，不同子带在不同的载波频率上，因此不同 的子带具有不同的幅相失真特性，本实用新型采用分别补偿方式，获得很好的效果。方法是 通过提取宽带上变频器4信号样本至低噪声放大器6，通过信号大闭环至数据采集处理器10，提取幅相失真参数反馈至信号产生器1，进行预失真补偿。 在该实用新型较常规系统中增加子带分选滤波器7和频率合成器5的本振快捷变 功能，通过频率合成器5的本振快捷变功能在宽带上变频器4中在不同载波上分时产生N 个带宽为B的子带信号。子带分选滤波器防止了子带回波短脉冲组信号之间的混叠，同时 通过频率合成器5的本振快捷变功能在宽带下变频器8中分时产生同一载波N个带宽为B 的子带信号，然后在数据采集处理器10中进行子带合成。数据采集处理器10较常规处理 器增加了子带合成功能，信号产生器1较常规增加了同一带宽不同子带分时预失真补偿功 能。
权利要求子带合成实现超宽带信号产生与接收系统，包括信号产生器(1)、调制器(2)、倍频器(3)、宽带上变频器(4)、频率合成器(5)、低噪声放大器(6)、子带分选滤波器(7)、宽带下变频器(8)、正交解调器(9)和数据采集处理器(10)，其特征在于信号产生器(1)连接调制器(2)，其输出连接倍频器(3)，倍频器(3)连接宽带上变频器(4)；回波信号进入低噪声放大器(6)，低噪声放大器(6)连接子带分选滤波器(7)，子带分选滤波器(7)连接宽带下变频器(8)，宽带下变频器(8)连接正交解调器(9)，正交解调器(9)连接数据采集处理器(10)；频率合成器(5)分别连接信号产生器(1)、调制器(3)、宽带上变频器(4)、宽带下变频器(8)、正交解调器(9)和数据采集处理器(10)；其中宽带上变频器(4)、低噪声放大器(6)、宽带下变频器(8)和频率合成器(5)为超宽带；通过分时产生和接收处理等间隔N个带宽为B的子带信号，并按子带进行预失真幅相补偿，获得近似NB超大带宽的脉压效果。
专利摘要本实用新型涉及用于机载合成孔径雷达(SAR)的子带合成实现超大带宽信号产生与接收系统。该系统的信号产生器1连接调制器2，其输出连接倍频器3，倍频器3连接宽带上变频器4；回波信号进入低噪声放大器6，低噪声放大器6连接子带分选滤波器7，子带分选滤波器7连接宽带下变频器8，宽带下变频器8连接正交解调器9，正交解调器9连接数据采集处理器10；频率合成器5分别连接信号产生器1、调制器3、宽带上变频器4、宽带下变频器8、正交解调器9和数据采集处理器10；通过分时产生和接收处理等间隔N个带宽为B的子带信号，并按子带进行预失真幅相补偿，获得近似NB超大带宽的脉压效果。本实用新型实现了2GHz带宽以上信号产生与接收处理，实现微型化和低成本。
文档编号G01S7/28GK201555948SQ20092018077
公开日2010年8月18日 申请日期2009年11月27日 优先权日2009年11月27日
发明者吉宗海, 张焱, 方立军, 谭剑美, 马骏 申请人:中国电子科技集团公司第三十八研究所