I/Q通道相位不一致对LFM脉压性能的影响

推导了存I/Q通道相位误差的情况下的LFM脉冲压缩输出信号的表达式，定量分析了I/Q通道相位不一致性对
LFM脉冲压缩性能的影响，为雷达接收机系统设计中I/Q通道相位误差的控制提供了理论的参考依据。理论分析和计算机仿真表明，在采用加窗方式抑制脉冲压缩输出旁瓣的情况下，I/Q通道的相位误差会脉冲压缩输出的主副比性能产生严重影响。
关 键 词 I/Q通道; 线性调频; 相位; 脉冲压缩

Influence of Disagreement between I/Q Phases on the Performance of LFM Pulse Compression
ZHU Bin1，LIU Ai-hua2，WU Chen-bin1
(1. Center of Network & Information, Chengdu University Chengdu 610106; 2. Communication Institute, Chengdu University of Science and Technology Chengdu 610059)
Abstract This paper presents an expression of pulse compressed Linear Frequency Modulation (LFM) signal with I/Q phase error. The influence of the error on the performance of LFM digital pulse compression is analyzed in detail, a theoretical reference for controlling I/Q phase error in radar receiver designing is provided. The theoretical analysis and the simulating result show that the I/Q phase error will badly influence on the ratio between mainlobe and sidelobe of LFM digital pulse compression with window function for restraining the sidelobe.
Key words I/Q channel; linear frequency modulation; phase; pulse compression

线性调频(Linear Frequency Modulation，LFM)脉冲雷达系统中，脉冲压缩是解决最大作用距离和距离分辨力之间矛盾的经典方法。数字脉冲压缩技术以其灵活性、高性能和低成本获得了极大的应用。为了降低采样率，并保留回波的相位信息以便于后续的相干积累和杂波抑制，通常将回波信号进行正交解调，分别获得I/Q基带信号，然后对其分别进行A/D采样，获得的数字信号提供给数字脉冲压缩系统。在此过程中，尽管对T/R组件和前面的变频处理引入的幅相误差可以进行校准[1-2]，然而，在正交解调时，由于本地相干振荡器的不稳定性，以及在A/D转换时，由于I/Q两个通道A/D采样时钟的不完全同步，仍将引入I/Q两个通道的相位不一致性。这种不一致性影响数字脉压的性能[3]。文献[4-5]对这种影响进行定性的分析和仿真验证，但未给出完整的定量分析。为此，本文对I/Q两个通道相位不一致性对数字脉压性能的影响进行了定量分析，推导出了它们之间的关系式，为数字脉压雷达接收机的设计提供理论依据。
1 I/Q通道相位不一致时的脉冲压缩 输出信号