一种lfmcw sar非线性误差的开环校正方法
【专利摘要】本发明提供一种LFMCW SAR非线性误差的开环校正方法。技术方案是通过采集含有调频非线性误差的LFMCW SAR的VCO信号，对其作调频非线性分析，即拟合各阶误差系数，并将拟合后的各阶误差系数代入调频非线性误差校正模型，由此得到校正后的预失真电压数据，并由判断迭代终止条件判断该预失真电压是否为最佳预失真电压。本发明校正方法实现简单，算法运算量低，校正后信号脉冲压缩性能显著改善。
【专利说明】-种LFMCW SAR非线性误差的开环校正方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于SAR(Synthesized Aperture Radar,合成孔径雷达）信号处理技术领 域，特别涉及一种 LFMCW(Linear Frequency Modulated Continuous Wave,线性调频连续 波）SAR调频非线性信号的校正处理方法。
【背景技术】
[0002] LFMCW SAR通常采用线性调频连续波作为发射信号，该信号的产生方式有 VCO(Voltage Controlled Oscillator，压控振荡器）、DDS (Direct Digital Synthesizer, 直接数字合成器）和DAC (Digital-Analog Converter,模拟数字转换）等几种。和DDS、 DAC等线性调频信号产生方式相比，VCO具有频点高、带宽宽和简单易用等特点，但是VCO在 工作中存在调频非线性问题，且非线性误差会使压缩后的信号出现成对回波现象，进而扩 散了目标的主瓣能量，直接影响分辨率和信噪比等性能指标，因此需要对其调频非线性进 行校正。LFMCW SAR调频非线性校正处理方法是对VCO工作的非线性区域进行校正的过程， 现有的方法通常是在闭环条件下实现VCO的非线性校正，这种方法需要以硬件的闭环回路 为基础，并且计算量较大。
[0003] LFMCW SAR非线性误差的开环校正方法能够以较低的计算量对VCO的调频非线性 进行稳健地校正。但是，现有的在开环条件下的调频非线性校正处理方法不能兼顾低计算 量和稳健性，因此，有必要研究新的LFMCW SAR非线性误差校正方法以解决该矛盾。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是，提出一种LFMCW SAR非线性误差的开环校正方法，具有算法计 算量小、算法稳健等特点。
[0005] 本发明技术方案的思路是：一种LFMCW SAR非线性误差的开环校正方法，通过迭 代调整输入的预失真电压使VCO输出的信号为线性调频信号，在VCO输出的信号非线性误 差最小的时候，得到最佳的预失真电压。
[0006] 本发明的技术方案是：一种LFMCW SAR非线性误差的开环校正方法，包括下述步 骤：
[0007] 假设初始电压 u(Q) (t) = K〇t，其中 u(Q) (t) e [0uJ, t e [OtJ，由此可得 Kci = U0/ h ;U(I表示初始电压的最大值，h表示初始电压的持续时间，上述两个参数通常根据VCO的 型号确定。令 u(n)(t) =u(Q)(t)，n = 0。
[0008] 第一步，采集LFMCW SAR VCO输出的射频信号，拟合频率-电压多项式各阶系数。
[0009] 设LFMCW SAR VCO在输入电压u(n)⑴激励下，输出射频信号为f(n)⑴，射频信号 f(n)⑴经过与本振信号混频后输出中频信号Sif(n) (t)，
[0010] 用如下多项式对频率-电压特性进行建模：
【权利要求】
1. 一种LFMCWSAR非线性误差的开环校正方法，LFMCW是指线性调频连续波，SAR是指 合成孔径雷达： 假设初始电压u(Q) (t) =KQt，其中u(Q) (t)e[〇uj,te[〇tj，Ktl =uQ/tQ ;uQ 表示初 始电压的最大值，h表示初始电压的持续时间，上述两个参数根据VCO的型号确定，VCO是 指压控振荡器;令u(n) (t) =u(0) (t)，η= 0 ; 其特征在于，还包括下述步骤： 第一步，采集LFMCWSARVCO输出的射频信号，拟合频率-电压多项式各阶系数： 设LFMCWSARVCO在输入电压u(n)⑴激励下，输出射频信号为f(n) (t)，射频信号f(n) (t)经过与本振信号混频后输出中频信号Sif(n) (t)， 用如下多项式对频率-电压特性进行建模：
其中f〇为LFMCWSARVCO输出射频信号的中心频率； 利用最小二乘法拟合得到频率-电压多项式各阶系数^1的估计值?"1，计算期望的频 率-电压特性/("+1>(〇 =心?、0 + /0; 第二步，计算得到新的预失真电压估计值； 利用下式计算期望的电压-频率多项式系数J=U,3,4,5 :
利用下式计算预失真电压估计值^+1>(0 :
第三步，判断迭代终止条件，得到最佳预失真电压估计值； 对中频信号Sif(n) (t)进行脉冲压缩处理，并计算出信号分辨率、峰值旁瓣比和积分旁瓣 1：匕，如φH未〒七如鹿I;未A、# -
f -输λ*K"(n)mHtlTF* 压； 如果任意指标不满足上述公式，则： 令#)(，)=#+1)(〇; 如果迭代次数超过规定值则技术方案结束，输入电压u(n)(t)即为校正电压；否则，返 回第一步进行迭代处理。
【文档编号】G01S7/40GK104459653SQ201410740245
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月8日 优先权日:2014年12月8日
【发明者】何志华, 易天柱, 侯振宇, 董臻, 张永胜, 黄海风, 余安喜, 何峰, 孙造宇, 金光虎, 张启雷, 杜湘瑜 申请人:中国人民解放军国防科学技术大学