I/Q通道相位不一致對(duì)LFM脈壓性能的影響

推導(dǎo)了存I/Q通道相位誤差的情況下的LFM脈沖壓縮輸出信號(hào)的表達(dá)式，定量分析了I/Q通道相位不一致性對(duì)
LFM脈沖壓縮性能的影響，為雷達(dá)接收機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中I/Q通道相位誤差的控制提供了理論的參考依據(jù)。理論分析和計(jì)算機(jī)仿真表明，在采用加窗方式抑制脈沖壓縮輸出旁瓣的情況下，I/Q通道的相位誤差會(huì)脈沖壓縮輸出的主副比性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響。
關(guān) 鍵 詞 I/Q通道; 線性調(diào)頻; 相位; 脈沖壓縮

Influence of Disagreement between I/Q Phases on the Performance of LFM Pulse Compression
ZHU Bin1，LIU Ai-hua2，WU Chen-bin1
(1. Center of Network & Information, Chengdu University Chengdu 610106; 2. Communication Institute, Chengdu University of Science and Technology Chengdu 610059)
Abstract This paper presents an expression of pulse compressed Linear Frequency Modulation (LFM) signal with I/Q phase error. The influence of the error on the performance of LFM digital pulse compression is analyzed in detail, a theoretical reference for controlling I/Q phase error in radar receiver designing is provided. The theoretical analysis and the simulating result show that the I/Q phase error will badly influence on the ratio between mainlobe and sidelobe of LFM digital pulse compression with window function for restraining the sidelobe.
Key words I/Q channel; linear frequency modulation; phase; pulse compression

線性調(diào)頻(Linear Frequency Modulation，LFM)脈沖雷達(dá)系統(tǒng)中，脈沖壓縮是解決最大作用距離和距離分辨力之間矛盾的經(jīng)典方法。數(shù)字脈沖壓縮技術(shù)以其靈活性、高性能和低成本獲得了極大的應(yīng)用。為了降低采樣率，并保留回波的相位信息以便于后續(xù)的相干積累和雜波抑制，通常將回波信號(hào)進(jìn)行正交解調(diào)，分別獲得I/Q基帶信號(hào)，然后對(duì)其分別進(jìn)行A/D采樣，獲得的數(shù)字信號(hào)提供給數(shù)字脈沖壓縮系統(tǒng)。在此過(guò)程中，盡管對(duì)T/R組件和前面的變頻處理引入的幅相誤差可以進(jìn)行校準(zhǔn)[1-2]，然而，在正交解調(diào)時(shí)，由于本地相干振蕩器的不穩(wěn)定性，以及在A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，由于I/Q兩個(gè)通道A/D采樣時(shí)鐘的不完全同步，仍將引入I/Q兩個(gè)通道的相位不一致性。這種不一致性影響數(shù)字脈壓的性能[3]。文獻(xiàn)[4-5]對(duì)這種影響進(jìn)行定性的分析和仿真驗(yàn)證，但未給出完整的定量分析。為此，本文對(duì)I/Q兩個(gè)通道相位不一致性對(duì)數(shù)字脈壓性能的影響進(jìn)行了定量分析，推導(dǎo)出了它們之間的關(guān)系式，為數(shù)字脈壓雷達(dá)接收機(jī)的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。
1 I/Q通道相位不一致時(shí)的脈沖壓縮 輸出信號(hào)