正交通道中I/Q不平衡估计与补偿研究

I/Q通道普遍存在于信号处理的正交调制和解调过程中。严格的正交过程要求I/Q两个通道的增益和时延完全一致且I/Q两路中都不存在直流分量,同时还要求I路和Q路的本振信号的相位精确的相差90°。然而,在实际的信号处理过程中,难免会存在误差和不匹配的情况。基于I/Q通道不平衡的基础,研究各种不平衡因子对I/Q通道性能的影响。利用提出的补偿算法,在对存在不同幅度和相位不平衡的情况进行仿真,仿真结果表明在不同的不平衡条件下,该算法都能够有效地补偿不平衡,改善了系统性能。     

基于LS的OFDM零中频接收机IQ不平衡数字补偿技术

零中频接收机已成为未来无线终端发展潮流,但是零中频的结构会引入较大的射频损伤;本文首先介绍了射频I/Q不平衡时对高斯以及频率选择性信道下OFDM接收机性能的影响;通过特殊导频设计,解耦合I、Q路的相互影响;如此可以方便地估计和补偿射频I/Q不平衡对高斯以及频率选择性信道的影响。仿真表明本文所示方法大大提高了OFDM零中频接收机的性能。     

I、Q通道幅相不平衡的数字校正

传统的模拟电路设计方法产生的I、Q两路正交信号,由于种种原因导致产生的两路信号并非完全正交,存在较大的相位和幅度上的不平衡,本文介绍一种对这种幅相不平衡的校正方法和计算机仿真的验证结果。     

低中频接收机I/Q不平衡的数字估计和补偿

相对于传统的超外差式接收机,低中频接收机由于不需要镜像抑制滤波器、中频滤波器等片外大体积昂贵器件,因而系统设计可以更加灵活,体积更小,成本更低,集成度更高。低中频接收机采用I/Q下变频进行镜像分离,但模拟前端I/Q不平衡导致的镜像抑制不足问题却是其一大缺点。本文提出了一种利用测试信号数字估计和补偿I/Q不平衡的方法来提高镜像抑制能力。仿真结果表明,在幅度不平衡不大于10%和相位不平衡不大于10°时,经补偿后的镜像抑制比能够达到50d B以上。     

基于信道化架构的宽带I/Q不平衡校准技术

零中频接收机凭借其架构简单、易于集成等特点已被广泛应用于通信系统和雷达系统,为未来雷达通信一体化技术发展奠定了基础。然而,零中频接收机存在I/Q不平衡问题,这不仅会造成通信星座图的偏移,还会引入雷达虚假目标。现有宽带I/Q补偿方法的精度不高,且都集中于后处理,无法做到实时。因此,本文首先建立了宽带I/Q不平衡模型,并提出了一种融合信道化架构和盲估计补偿算法的宽带I/Q失衡校准技术。该技术利用信道化架构将宽带信号划分为窄带信号,并利用盲估计算法对带有镜像信号的子信道进行在线补偿。实验表明,该方法在获得高精度补偿参数的同时,完成了对宽带I/Q失衡的实时补偿。镜像抑制比达到55 dB。     

宽带信号I/Q采样不平衡校正方法研究

针对宽带信号模拟正交下变频时产生的 I/Q 信号不平衡问题，本文提出了一种在数字域对 I/Q 信号不平衡的校正方法，建立了 I/Q 信号不平衡的数字模型，分析了 I/Q 信号不平衡给系统带来的影响，推导了 I/Q 信号不平衡的校正方法，并对校正结果进行了仿真验证，该方法已在某设备中成功应用。     

正交采样的理论和技术实现

在雷达等数字信号处理中,常常先需要将接收信号分解为正交的I、Q两路数字信号。I、Q信号的幅相不平衡会使得信号处理系统的性能降低,而传统的双通道正交检波方法又会使得这种不平衡性较大。本文通过对获得I、Q信号的几种典型采样方法进行的理论分析表明,对中频信号直接进行正交采样的单通道处理方法最优,它不仅只需要一个A/D转换器,而且还可以消除I、Q信号的幅度误差,有效地降低J、Q信号的相位误差。通过选取工程较易实现的中点Bessd内插函数,中频直接正交采样的硬件实现得以完成。对实验结果进行的大量测试表明,I、Q信号的相位误差小于1°,无幅度误差,由此说明这一方法不仅在理论上可行,而且具有极大的实用价值。     

宽带数字接收机I/Q幅相不一致性的校正

随着数字技术的发展,正交双通道变换在接收机中得到了广泛的应用。但是,由于各种因素的影响,I／Q通道的正交一致性并不能得到完全的保证,这会降低接收机的动态范围,进而影响接收机的性能。本文提出了一种宽带数字接收机I／Q幅相不一致性的校正方法,首先通过一种时域方法获得误差信息,接着构造滤波器组对I／Q信号进行校正。仿真结果表明,这种方法能有效提高宽带接收机I／Q通道的正交一致性。     

数字校正在角误差测量中的应用

分析单脉冲跟踪雷达和差通道幅相不平衡及I、Q不正交性对角误差测量的影响.并提供一种I、Q正交校正与和差支路幅相不平衡校正的方法.     

直接下变频数字宽带雷达接收机

传统的雷达接收机由于ADC和增益之间的不匹配以及I／Q之间的相位不匹配带来误差。以数字方式执行I／Q解调将消除这个误差。介绍了直接下变频数字接收机，给出了一个可综合的接收机结构，并在FPGA上实现。     

一种改进的数字乘积检波方法

数字乘积检波(DPD:Digital Product Detector)是一种工程实现数字正交解调的简便方法[1][2],该方法克服了模拟正交解调I、Q通道不平衡的缺点[1],在雷达中频或射频信号采样中得到了广泛应用.然而该方法获得的I、Q数据在时间上不同步,需要进行分数阶多相插值滤波修正[1]～[8],由于分数阶多相插值滤波器无法做到I、Q通道幅度和相位的同时匹配[2],其不匹配引入的镜像干扰对工作在极低信噪比下的车载前视步进频率雷达来说非常不利.本文从信号与系统基本原理[9]出发,对DPD方法进行改进,提出了一种不需要对I、Q数据进行分数阶多相插值滤波,就可以得到时间同步I、Q数据的正交解调方法,该方法简便灵活,容错性强,用低通滤波器代替分数阶多相插值滤波器,可以做到两个通道幅度和相位的同时匹配,可以很好地控制I、Q分量幅度和相位的一致性.     

IF采样和数字下变频在OTH雷达接收机中的应用

阐述了超视距雷达用中频采样和数字下变频的原理 ,给出了具体的工程实现方法。该设计可实现I/Q基带信号以 2 4位串行输出 ,可完成五种带宽的数字低通滤波器的切换 ,并可对多路接收机之间出现的相位误差进行补偿 ,对其测试后的性能指标完全能满足雷达的实际要求     

频率步进雷达接收系统设计及幅相不平衡校正

设计了频率步进雷达混频、采样电路和数据处理单元,完成对I／Q通道信号的数据处理。由于电路参数存在偏差,导致I／Q通道幅相不平衡,影响雷达的距离像。在数据处理部分,通过分析误差,校正误差,可以达到抑制镜像的目的,并改善雷达的性能。     

多比特相位量化数字射频存贮技术及寄生电平

该文讨论多比特相位量化的原理和方法,给出易于单片集成的相位量化器的拓扑结构形式;研究了影响寄生电平的因素,给出了寄生电平与量化比特数的表示式,并着重讨论了相位量化器输入的I,Q信号幅、相不平衡对寄生电平的影响。     

3比特相位量化数字贮频技术

本文叙述相位量化数字贮频的原理和实现方法，重点讨论影响寄生电平和输出信号频率相对于输入信号频率相干性的因素，最后，计算机仿真给出了正交下变频输出的I、Q幅、相不平衡，相加网络加权方法和交调干扰等对寄生电平的影响。     

一种应用于WLAN相位可调的本振缓冲器

该文提出了一种应用于WLAN相位可调的本振缓冲器,用于校准直接下变频收发机的I/Q两路不平衡。该电路通过开关输入MOS管源极的电容阵列,延迟本振信号,从而调节信号的相位。该文采用SMIC 0.18m工艺实现了4.8~6GHz的I/Q两路本振缓冲器的设计,其版图面积为650550m2。仿真结果表明,在5位控制字作用下,I或者Q路本振缓冲器的相移在0~8的范围内呈现近乎线性的变化,而本振缓冲器的输出功率的变化范围只有0.2dB。     

OFDM零中频接收机I/Q不平衡的数字估计与补偿

由于零中频接收机的优点,其已经成为未来无线终端发展的方向.但它也有固有缺陷,即引入较大的射频损伤.首先分析了I/Q不平衡的系统模型,接着推导出其在OFDM系统中对接收机的影响.提出了一种硬件容易实现的简便时域估计和补偿I/Q不平衡的算法.最后通过仿真给出了该算法的性能,仿真表明在AWGN和频率选择性衰落信道下能够明显提高接收机的误码率性能.     

发射机不稳定性的数字补偿器

本文介绍了用于数字式动目标显示(MTI)系统的雷达发射机不稳定性的数字补偿器。连续监视I和Q相干相位检波器的输出以观察相位、幅度和定时的不稳定性,并产生算术校准信号加至数字化的接收信号以补偿上述这些不稳定性。     

正交调制器的校准设计

在当前许多复杂调制射频信号源中,随着数字基带信号越来越多的加入．需要正交凋制器将其调制到需要的载波信号上。正交调制器原理简单：将生成好的I/Q两路基带信号调制到两路正交的载波上,合路后输出。但是在实现时,想获得好的指标就需要考虑载波相位误差,I/Q基带信号幅度不平衡以及载波泄漏等问题。文章给出了一种正交调制器的校准方案,可以减少和模拟以上三种现象造成的调制误差,并给出自动校准和手动校准两种方法。     

基于双中频并行采样的数字I/Q信号获取

针对大时宽带宽积信号模拟正交解调时难以工程实现的问题,提出了基于双中频并行采样的正交解调方法和结构。该方法和结构是模拟正交解调的推广,通过对包含相同回波信息的两路中频信号在特定时刻采样,以及对两采样序列作简单的符号转换来获取数字I/Q信号,解决了大时宽带宽积信号模拟正交解调时性能较差以及需要复杂的数字校正过程等问题,且易于工程实现与实时处理。误差分析表明,该方法和结构在大时宽带宽积信号时获取的数字I/Q信号性能优良。