超宽带收发系统设计与调试
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摘要
工作于VHF／UHF波段的超宽带合成孔径雷达(UWB SAR)具有穿透叶簇(或地表)对隐蔽目标进行高分辨成像的能力。本文以机载叶簇(地表)穿透UWB SAR试验系统为背景。重点讨论了超宽带收发系统设计与调试技术。
本文首先针对超宽带收发系统的特点讨论了宽带、低失真系统的设计技术。并对收发系统中的重点单元电路进行了分析。讨论了超宽带收发系统的误差，并提出了收发系统误差的补偿方法。设计实现了300MHz带宽超宽带接收机的正交解调部分。带内幅度波纹为1.5dB，I、Q幅相不平衡度为0.2dB／2°。实践证明，该解调器完全能够满足机载UWB SAR系统的实用要求。
Ultra-WideBand synthetic radar (UWB SAR) in VHF/UHF band features the capability of foliage ( ground) penetration and high resolution imaging of concealed targets. The design and debugging technology of the UWB transmit-receive system is discussed in this thesis against the background of the "study on air-borne foliage (ground) penetration UWB SAR system" project.
The design technology of wide band and low distortion system is discussed according to the characteristic of UWB transmit-receive system. Some of the important circuit units are analyzed. An error compensating method is put forward after the UWB transmit-receive'system error being discussed.
The UWB SAR quadrature demodulation receiver reaches very high performance within 300MHz bandwidth: the amplitude ripple is 1.5 dB and the IQ imbalance is 0.2dB/2°. It entirely fulfilled the air-borne UWB SAR system's requirements.
本文首先针对超宽带收发系统的特点讨论了宽带、低失真系统的设计技术。并对收发系统中的重点单元电路进行了分析。讨论了超宽带收发系统的误差，并提出了收发系统误差的补偿方法。设计实现了300MHz带宽超宽带接收机的正交解调部分。带内幅度波纹为1.5dB，I、Q幅相不平衡度为0.2dB／2°。实践证明，该解调器完全能够满足机载UWB SAR系统的实用要求。
Ultra-WideBand synthetic radar (UWB SAR) in VHF/UHF band features the capability of foliage ( ground) penetration and high resolution imaging of concealed targets. The design and debugging technology of the UWB transmit-receive system is discussed in this thesis against the background of the "study on air-borne foliage (ground) penetration UWB SAR system" project.
The design technology of wide band and low distortion system is discussed according to the characteristic of UWB transmit-receive system. Some of the important circuit units are analyzed. An error compensating method is put forward after the UWB transmit-receive'system error being discussed.
The UWB SAR quadrature demodulation receiver reaches very high performance within 300MHz bandwidth: the amplitude ripple is 1.5 dB and the IQ imbalance is 0.2dB/2°. It entirely fulfilled the air-borne UWB SAR system's requirements.
引文
[1]M．I．斯科尔尼克，“雷达手册”(合订本)，国防工业出版社，1978
[2]张澄波，“综合孔径雷达—原理、系统分析与应用”，科学出版社，1989
[3]刘永坦，“雷达成像技术”，哈尔滨工业大学出版社，1999
[4]杨士中，“合成孔径雷达”，国防工业出版社，1981
[5]雷达技术编写组，“雷达发射机”，上海科学技术出版社，1982
[6]强伯涵，魏智，“现代雷达发射机的理论设计和实践”，国防工业出版社，1985
[7]王振耀，“雷达发射设备”，电子工业出版社，1998
[8]彭长青，“超宽带雷达接收机研究”，国防科技大学博士学位论文，1996
[9]James D.Tylor Elizabeth C.Kisenwether著，胡来招译，“超宽带雷达接收机”，电子战技术文选，1999年增刊
[10]黎向阳，“UWB-SAR接收技术研究”，国防科技大学博士学位论文，2000
[11]常文革，“UWB SAR系统设计与实现”，国防科技大学博士学位论文，2001
[12]波格丹诺维奇著，陈子敏译，“接收放大设备中的非线性失真”，高等教育出版社，1988
[13]雷达技术编写组，“雷达接收机—高频设备”，上海人民出版社，1976
[14]雷达技术编写组，“雷达接收设备”，国防工业出版社，1978
[15]陈邦媛，“射频通信电路”，科学出版社，2002
[16]Reinhold Ludwig、Pavel Bretchko著，“射频电路设计—理论与应用”，电子工业出版社，2002
[17]朱国富，“UWB-SAR系统试验与性能评估技术研究”，国防科技大学博士学位论文，2001
[18]陈隽永，徐继鳞，“超宽带雷达接收机的设计”，电子科技大学学报，vol．29，No．5，2000：461～464
[19]水鹏朗，保铮，“基于频带分割的超宽带脉冲压缩方法”，电子学报，Vol．27，No．6，1999：50～53
[20]Lee J.P.Y., Wideband IQ demodulators: measurement technique and matching characteristcs, IEE Proceedings, October 1989,143(5):300～306
[21]Ruck George T., Ultra-wideband Radar Receiver, SPIE Vol. 1631,1992:174～180
[22]Lawrence P.Dunleavy, Thomas Weller, Edward W. Grimes, James Culver, Use Network and Spectrum Analysis For Mixer Measurements, Microwave & RF, June 1997,6:71～80
[23]Ho K.C., Chan Y.T., Inkol R., A digital quadrature demodulation system, IEEE Transactions On Aerospace And Electronic Systems 1996,32(4):1218～1226
[24]Clark C.J., Moulthrop A.A., Muha M.S. And C.P.Silva, Network analyzer measurement of frequency-translating devices, Microwave Journal, November 1996:114～126
[25]Owen J.D., A comparison of wide bandwidth quadrature demodulators using computer modelling, Radar 97,Octobor 1997:14～16
[26]Sharpin David L., James B.Y.Tsui, James Hedge, The effects of quadrature sampling imbalances on a phase difference analysis technique, Systems Research Laboratories,1996:962～968
[27]Churchell F.E., Ogar G.W., Thomason B.J., The correction of I and Q errors in a coherent processor, IEEE Transactions On Aerospace And Electronics Systems, 1981,17(1):131～137
[28]Sinsky A.I, Wang P C P, "Error analysis of a quadrature coherent processor"IEEE Trans. on AES 1974,AES-10(11):880～883
[29]陆中行，正交解调误差的校正，现代雷达，1994，(4)：24～29
[30]刘天宽，陆靖平，虞孝麒，正交检波器通道间平衡性能测试大线性回归方法，现代雷达，1998，20(3)：32～37
[31]刘光平，超宽带正交解调接收机的误差讨论，长沙：中南九省电工会议，1999
[32]黎向阳等，宽带正交解调器幅相一致性的测量，长沙：国防科技大学学报，2000，22(2)
[33]邹鲲，“超宽带系统校正报告”，超宽带雷达技术研究室内部报告，2002
[2]张澄波，“综合孔径雷达—原理、系统分析与应用”，科学出版社，1989
[3]刘永坦，“雷达成像技术”，哈尔滨工业大学出版社，1999
[4]杨士中，“合成孔径雷达”，国防工业出版社，1981
[5]雷达技术编写组，“雷达发射机”，上海科学技术出版社，1982
[6]强伯涵，魏智，“现代雷达发射机的理论设计和实践”，国防工业出版社，1985
[7]王振耀，“雷达发射设备”，电子工业出版社，1998
[8]彭长青，“超宽带雷达接收机研究”，国防科技大学博士学位论文，1996
[9]James D.Tylor Elizabeth C.Kisenwether著，胡来招译，“超宽带雷达接收机”，电子战技术文选，1999年增刊
[10]黎向阳，“UWB-SAR接收技术研究”，国防科技大学博士学位论文，2000
[11]常文革，“UWB SAR系统设计与实现”，国防科技大学博士学位论文，2001
[12]波格丹诺维奇著，陈子敏译，“接收放大设备中的非线性失真”，高等教育出版社，1988
[13]雷达技术编写组，“雷达接收机—高频设备”，上海人民出版社，1976
[14]雷达技术编写组，“雷达接收设备”，国防工业出版社，1978
[15]陈邦媛，“射频通信电路”，科学出版社，2002
[16]Reinhold Ludwig、Pavel Bretchko著，“射频电路设计—理论与应用”，电子工业出版社，2002
[17]朱国富，“UWB-SAR系统试验与性能评估技术研究”，国防科技大学博士学位论文，2001
[18]陈隽永，徐继鳞，“超宽带雷达接收机的设计”，电子科技大学学报，vol．29，No．5，2000：461～464
[19]水鹏朗，保铮，“基于频带分割的超宽带脉冲压缩方法”，电子学报，Vol．27，No．6，1999：50～53
[20]Lee J.P.Y., Wideband IQ demodulators: measurement technique and matching characteristcs, IEE Proceedings, October 1989,143(5):300～306
[21]Ruck George T., Ultra-wideband Radar Receiver, SPIE Vol. 1631,1992:174～180
[22]Lawrence P.Dunleavy, Thomas Weller, Edward W. Grimes, James Culver, Use Network and Spectrum Analysis For Mixer Measurements, Microwave & RF, June 1997,6:71～80
[23]Ho K.C., Chan Y.T., Inkol R., A digital quadrature demodulation system, IEEE Transactions On Aerospace And Electronic Systems 1996,32(4):1218～1226
[24]Clark C.J., Moulthrop A.A., Muha M.S. And C.P.Silva, Network analyzer measurement of frequency-translating devices, Microwave Journal, November 1996:114～126
[25]Owen J.D., A comparison of wide bandwidth quadrature demodulators using computer modelling, Radar 97,Octobor 1997:14～16
[26]Sharpin David L., James B.Y.Tsui, James Hedge, The effects of quadrature sampling imbalances on a phase difference analysis technique, Systems Research Laboratories,1996:962～968
[27]Churchell F.E., Ogar G.W., Thomason B.J., The correction of I and Q errors in a coherent processor, IEEE Transactions On Aerospace And Electronics Systems, 1981,17(1):131～137
[28]Sinsky A.I, Wang P C P, "Error analysis of a quadrature coherent processor"IEEE Trans. on AES 1974,AES-10(11):880～883
[29]陆中行，正交解调误差的校正，现代雷达，1994，(4)：24～29
[30]刘天宽，陆靖平，虞孝麒，正交检波器通道间平衡性能测试大线性回归方法，现代雷达，1998，20(3)：32～37
[31]刘光平，超宽带正交解调接收机的误差讨论，长沙：中南九省电工会议，1999
[32]黎向阳等，宽带正交解调器幅相一致性的测量，长沙：国防科技大学学报，2000，22(2)
[33]邹鲲，“超宽带系统校正报告”，超宽带雷达技术研究室内部报告，2002