【摘要】：雷達(dá)作為航空航天和軍事領(lǐng)域的重要電子設(shè)備,傳統(tǒng)的先偵察后處理方式以及低速實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理能力越來越不能夠滿足要求。隨著科技的發(fā)展和進(jìn)步,多終端,小型化,多功能的要求使得雷達(dá)通信一體化系統(tǒng)的核心技術(shù)研究非常迫切。雷達(dá)通信一體化系統(tǒng)中,雷達(dá)功率放大器對普通數(shù)字調(diào)制信號的非線性影響是制約一體化系統(tǒng)高速通信的主要障礙,本文圍繞這個(gè)問題,主要研究了雷達(dá)功率放大器的非線性特性,對數(shù)字調(diào)制信號產(chǎn)生的影響,以及基于多項(xiàng)式和查表法的不同數(shù)字預(yù)失真技術(shù)等。雷達(dá)系統(tǒng)的功率放大器通常工作在深度飽和區(qū)以獲得較高的發(fā)射功率,致使信號產(chǎn)生嚴(yán)重的失真,造成接收端誤碼率的升高甚至無法解調(diào)信號,文中仿真了不同功放模型和雷達(dá)功放的特性曲線,證明雷達(dá)功率放大器具有記憶效應(yīng),無記憶非線性系統(tǒng)模型對雷達(dá)功放的非線性描述誤差較大,記憶多項(xiàng)式功放模型能夠精確描述雷達(dá)功放的非線性特性。之后本文仿真分析了雷達(dá)功放模型對三種調(diào)制方式QPSK,pi/4QPSK和16QAM信號的失真影響,仿真結(jié)果表明三種調(diào)制方式中,16QAM信號受對功放非線性效應(yīng)最敏感,該系統(tǒng)的數(shù)字預(yù)失真算法必須首先能夠成功校正16QAM信號。雷達(dá)通信一體化系統(tǒng)的前提是在原有雷達(dá)設(shè)備基礎(chǔ)上增添通信信號處理模塊,不能影響雷達(dá)本身工作,因此本文對較為具有工程實(shí)踐意義的無記憶多項(xiàng)式預(yù)失真算法,Hammerstein預(yù)失真算法,記憶多項(xiàng)式算法以及查表法做了主要研究,對預(yù)失真的自適應(yīng)算法做了仿真性能分析,在LMS算法的基礎(chǔ)上作出改進(jìn)以更易于硬件的實(shí)現(xiàn)。仿真分析了不同算法對16QAM信號通過雷達(dá)功放模型的星座圖,眼圖以及誤碼率的改善效果,仿真結(jié)果表明無記憶預(yù)失真模型對無記憶功放改善效果顯著,但無法有效補(bǔ)償記憶功放模型非線性效應(yīng)。Hammerstein預(yù)失真模型對Wiener功放模型的非線性效應(yīng)和線性記憶效應(yīng)線性化效果良好,但無法描述雷達(dá)功放的非線性記憶效應(yīng)。記憶多項(xiàng)式預(yù)失真模型能夠?qū)走_(dá)功放模型起到良好的線性化效果,階數(shù)和記憶深度越高,補(bǔ)償效果越好,同時(shí)實(shí)現(xiàn)難度越大。為了降低記憶多項(xiàng)式的實(shí)現(xiàn)難度,將記憶多項(xiàng)式模型與查表法相結(jié)合,使用查找表存儲多項(xiàng)式系數(shù)的方式構(gòu)建模型,仿真結(jié)果表明,該模型對雷達(dá)功放的線性化效果顯著,星座圖和眼圖得到改善,誤碼率接近線性功放情況。
[Abstract]:Radar as an important electronic equipment in aerospace and military fields, the traditional methods of reconnaissance and processing, as well as the ability of low-speed real-time data processing, are more and more unable to meet the requirements. With the development and progress of science and technology, the requirements of multi-terminal, miniaturization and multi-function make the research of the core technology of radar communication integration system very urgent. In the integrated radar communication system, the nonlinear influence of radar power amplifier on the common digital modulation signal is the main obstacle restricting the high-speed communication of the integrated system. The nonlinear characteristics of radar power amplifier, the influence on the digital modulation signal, and the different digital predistortion techniques based on polynomial and table searching method are studied in this paper. The power amplifier of radar system usually works in the depth saturation region to obtain high transmission power, which causes serious distortion of the signal, resulting in the increase of the bit error rate at the receiving end and even the failure to demodulate the signal. In this paper, different power amplifier models and characteristic curves of radar power amplifier are simulated. It is proved that radar power amplifier has memory effect, and the nonlinear description error of radar power amplifier by the model of memoryless nonlinear system is large. The memory polynomial power amplifier model can accurately describe the nonlinear characteristics of radar power amplifier. The simulation results show that the 16QAM signal is most sensitive to the nonlinear effect of the three modulation modes, and the simulation results show that the 16QAM signal is most sensitive to the nonlinear effect of the power amplifier, and the simulation results show that the 16QAM signal is most sensitive to the nonlinear effect of the amplifier. The digital predistortion algorithm of the system must be able to successfully correct the 16QAM signal. The premise of the integrated radar communication system is to add the communication signal processing module to the original radar equipment, which can not affect the work of the radar itself. Therefore, this paper deals with the memoryless polynomial predistortion algorithm, which has practical significance in engineering. The Hammerstein predistortion algorithm, memory polynomial algorithm and table lookup method are mainly studied. The simulation performance of the adaptive predistortion algorithm is analyzed. Based on the LMS algorithm, the improvement is made to facilitate the hardware implementation. The effects of different algorithms to improve the constellation diagram, eye diagram and bit error rate of 16QAM signal through radar power amplifier model are analyzed. The simulation results show that the memoryless predistortion model can improve the memoryless power amplifier significantly. But the nonlinear effect of memory amplifier model can not be compensated effectively. Hammerstein predistortion model has good linearization effect on Wiener power amplifier model, but it can not describe the nonlinear memory effect of radar power amplifier model. The memory polynomial predistortion model can give a good linearization effect to the radar power amplifier model. The higher the order and memory depth, the better the compensation effect and the more difficult the realization. In order to reduce the difficulty of realizing the memory polynomial, the memory polynomial model is combined with the look-up table method, and the model is constructed by using the look-up table to store the polynomial coefficients. The simulation results show that the model has a remarkable linearization effect on the radar power amplifier. Constellation diagram and eye chart are improved, error rate is close to linear power amplifier.
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN958

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本文編號：2386961