在寬帶收發(fā)架構(gòu)中,基于直接下轉(zhuǎn)換原理的零中頻架構(gòu)具有模擬電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔,功耗低,成本低等優(yōu)勢(shì)。但是由于自身結(jié)構(gòu)和模擬器件帶來(lái)的缺陷,限制了零中頻結(jié)構(gòu)的性能,由于支路不匹配等造成的I/Q（In-phase/quadrature）不平衡是最主要的原因之一。對(duì)于寬帶多通道收發(fā)器,其I/Q不平衡將會(huì)在接收頻帶內(nèi)隨著頻率變化,被稱為頻率相關(guān)性I/Q不平衡,同時(shí)隨著帶寬的增加I/Q不平衡度也會(huì)進(jìn)一步惡化,此時(shí)維持I/Q平衡以及實(shí)現(xiàn)合理的鏡像抑制水平將變得更加復(fù)雜和困難。隨著雷達(dá)收發(fā)機(jī)朝著寬帶/超寬帶的方向發(fā)展,因此解決頻率相關(guān)性I/Q不平衡變得越來(lái)越重要。本文針對(duì)I/Q不平衡引入了性能良好的補(bǔ)償技術(shù)并完成了校準(zhǔn)方案的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。在完成深入的理論研究后,本文對(duì)頻率無(wú)關(guān)和頻率相關(guān)性I/Q不平衡建立模型,針對(duì)窄帶頻率無(wú)關(guān)性I/Q不平衡設(shè)計(jì)了估計(jì)補(bǔ)償方案,并將這種估計(jì)方法運(yùn)用到一種寬帶I/Q不平衡校準(zhǔn)技術(shù)中,它是利用發(fā)送訓(xùn)練信號(hào)進(jìn)行寬帶I/Q不平衡誤差估計(jì)并完成校準(zhǔn)濾波器設(shè)計(jì)。為了解決這種校準(zhǔn)方法無(wú)法消除寬帶信號(hào)帶內(nèi)幅相起伏的問(wèn)題,本文研究了一種通過(guò)最小二乘算法構(gòu)建代價(jià)函數(shù)來(lái)建立補(bǔ)償矩陣,完成I/Q不平衡補(bǔ)... 

【文章來(lái)源】：安徽大學(xué)安徽省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：73 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

參數(shù)估計(jì)誤差觀察圖4.1可以看出幅度和相位估計(jì)誤差在一開(kāi)始隨著N值得增大而快速降低，幅

第四章性能仿真和分析24度估計(jì)誤差很快降到了5%以下，并在N>500后可以獲得1%以下的估計(jì)誤差。相位估計(jì)誤差經(jīng)歷過(guò)一些波動(dòng)以后在N>1000后獲得了5%以下的誤差。綜上，N值的選取對(duì)于本校準(zhǔn)方法參數(shù)估計(jì)的影響并不是很大，只要保證N>1000即可。4.1.2校準(zhǔn)性能仿真分析下面對(duì)窄帶IQ不平衡校準(zhǔn)方法的性能進(jìn)行仿真，在仿真中輸入射頻信號(hào)頻率設(shè)置為=425MHz，本振頻率設(shè)置為=250MHz，采樣頻率=1，經(jīng)過(guò)下變頻得到頻率為=175的基帶信號(hào)，仿真點(diǎn)數(shù)N=40000，幅度誤差和相位誤差分別為g=0.9和=10°。圖4.2顯示了校準(zhǔn)前后信號(hào)頻譜圖，在繪圖時(shí)對(duì)信號(hào)功率歸一化，從圖4.2(a)中可以看出校準(zhǔn)前鏡像頻率的信號(hào)功率為-21dB，從圖4.2(b)可以看出經(jīng)過(guò)窄帶校準(zhǔn)后位于理想信號(hào)鏡像頻率的信號(hào)已經(jīng)完全被消除，校準(zhǔn)效果較好。圖4.2窄帶信號(hào)校準(zhǔn)前后幅度譜4.2寬帶校準(zhǔn)方法性能仿真與分析零中頻接收機(jī)最主要的非理想情況是IQ分支中的增益和相位不平衡，混頻器非線性和DC偏移，IQ不平衡往往隨帶寬（BW）的增加而與頻率相關(guān)，因此必須研究寬帶IQ不平衡的數(shù)字校準(zhǔn)方法是否能夠?yàn)槔走_(dá)接收提供足夠的動(dòng)態(tài)范圍。下面對(duì)三種寬帶零中頻接收機(jī)IQ不平衡校準(zhǔn)方法分別在MATLAB上進(jìn)行軟件仿真，為了模擬頻率選擇

安徽大學(xué)碩士學(xué)位論文25性不平衡，我們將對(duì)理想基帶信號(hào)在頻域上人為添加頻率相關(guān)的幅度增益和相位偏移。其中時(shí)域有限脈沖響應(yīng)補(bǔ)償法和最小二乘矩陣補(bǔ)償法的待補(bǔ)償信號(hào)采用具有多個(gè)頻率分量的多音信號(hào)和寬帶線性調(diào)頻(LFM)信號(hào)，而對(duì)于共軛自適應(yīng)濾波法使用具有多個(gè)頻率分量的多音信號(hào)和16QAM信號(hào)進(jìn)行校準(zhǔn)性能的驗(yàn)證。4.2.1對(duì)多音信號(hào)和寬帶線性調(diào)頻信號(hào)的IQ不平衡設(shè)置在仿真中我們考慮了兩種不同的幅度/相位失真模型，一種是關(guān)于正負(fù)頻率對(duì)稱失真的情況一種是關(guān)于正負(fù)頻率不對(duì)稱失真的情況。在關(guān)于正負(fù)頻率對(duì)稱失真的情況下，位于正頻率區(qū)的幅度/相位失配譜和位于負(fù)頻率區(qū)的幅度/相位失配譜是對(duì)稱的，具體設(shè)置如圖4.3所示，其中(a)為相對(duì)幅度失配，在正頻率區(qū)為從1.1到0.9，在負(fù)頻率區(qū)為從0.9到1.1；相位失配顯示在(b)中，在正頻率區(qū)為2°到10°，在負(fù)頻率區(qū)為10°到2°。在關(guān)于正負(fù)頻率不對(duì)稱失真的情況下，位于正頻率區(qū)的幅度/相位失配譜和位于負(fù)頻率區(qū)的幅度/相位失配譜是不對(duì)稱的，如圖4.4所示，其中(a)中顯示相對(duì)幅度失配在正頻率區(qū)為從1.1到0.9，在負(fù)頻率區(qū)為從1到1.2；相位失配顯示在(b)中，在正頻率區(qū)為2°到10°，位于負(fù)頻率區(qū)的相位失配設(shè)置為8°到0°。圖4.3對(duì)稱的幅度(a)和相位(b)失配圖4.4不對(duì)稱的幅度(a)和相位(b)失配4.2.2時(shí)域有限脈沖響應(yīng)補(bǔ)償法的仿真性能分析根據(jù)時(shí)域有限脈沖響應(yīng)補(bǔ)償法的原理，在正式補(bǔ)償操作前，需要事先發(fā)送目標(biāo)帶寬內(nèi)不同頻率的單音信號(hào)，然后每個(gè)單音信號(hào)的信息計(jì)算出對(duì)應(yīng)的幅度及相位不平衡(，

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本文編號(hào)：3458003