[发明专利]一种基于参数拟合的超大带宽信号预失真补偿方法

权利要求书

1.一种基于参数拟合的超大带宽信号预失真补偿方法，其特征包括步骤如下：

(1)从雷达采集超大带宽信号，对该超大带宽信号进行判断，若该超大带宽信号为中频或射频信号，则采集一路该中频或射频信号，进入步骤(2)；若该超大带宽信号为基带信号，则同时采集该基带信号的I路和Q路的数据，进入步骤(3)；

(2)对步骤(1)采集的中频或射频信号进行数字下变频处理，得到下变频后的基带信号的I路和Q路两路数据，进入步骤(3)；

(3)设步骤(1)或步骤(2)的基带信号的理论值为0≤n<N，N为整个采集持续时间内的采集点数，A[n]为步骤(1)或步骤(2)的基带信号的理论值的幅度，为步骤(1)或步骤(2)的基带信号的理论值的相位；

(4)将步骤(1)或步骤(2)的基带信号的实测值表示为复信号形式b[n]＝B[n]e^jθ[n]，0≤n<N，式中B[n]为步骤(1)或步骤(2)的基带信号的实测值的幅度，θ[n]为步骤(1)或步骤(2)的基带信号的实测值的相位；

(5)根据步骤(4)的B[n]与步骤(3)的A[n]，计算步骤(1)的超大带宽信号的产生系统，即雷达，的幅度失真特性F[n]，公式如下：

F[n]＝B[n]/A[n]；

(6)根据步骤(4)的θ[n]与步骤(3)的计算步骤(1)的超大带宽信号的产生系统的相位失真特性δ[n]，公式如下：

(7)使用多项式拟合加正弦波拟合的方式对步骤(5)的超大带宽信号的产生系统的幅度失真特性F[n]进行拟合，得到以下表达式F[n]'：

式中，M₁为多项式拟合的次数，N₁为正弦波拟合的正弦频率个数，为多项式拟合的系数，为正弦波拟合的幅度，为正弦波拟合的频率，为正弦波拟合的相位；

使用多项式拟合加正弦波拟合的方式对步骤(6)的系统的相位失真特性δ[n]进行拟合，得到以下表达式δ[n]'：

式中M₂为多项式拟合的次数，N₂为正弦波拟合的正弦频率个数，为多项式拟合的系数，为正弦波拟合的幅度，为正弦波拟合的频率，为正弦波拟合的相位；

(8)将步骤(7)的F[n]'和δ[n]'注入到步骤(3)的基带信号的理论值，得到补偿后的超大带宽信号的基带数据a′[n]，完成超大带宽信号预失真补偿计算，公式如下：

2.根据权利要求1所述的一种基于参数拟合的超大带宽信号预失真补偿方法，其特征在于：步骤(8)用FPGA加数字模拟转换器DAC实现的方法如下：

a)FPGA先计算步骤(3)基带信号的理论值a[n]，同时FPGA进行a[n]的相位补偿值计算和幅度补偿值计算,得到相位补偿值δ[n]'和幅度补偿值F[n]'；

b)对步骤(a)的相位补偿值δ[n]'求取cos(*)和sin(*)的值，并与基带信号的理论值a[n]进行复数乘法运算，完成相位补偿，得到相位补偿后的超大带宽的基带数据；

c)用步骤(b)的相位补偿后的结果和步骤(a)的幅度补偿值作复数除法运算，完成幅度补偿，得到最终补偿后的超大带宽的基带数据；

d)判断步骤(1)从雷达采集超大带宽信号的类型，即如果从雷达采集超大带宽信号为基带信号，则FPGA将步骤(c)最终补偿后的超大带宽的基带数据通过DAC输出即得到补偿后的基带信号；

如果从雷达采集超大带宽信号为中频信号，则FPGA将步骤(c)最终补偿后的超大带宽的基带数据进行数字上变频，然后通过DAC输出即得到补偿后的中频信号；

如果从雷达采集超大带宽信号为射频信号,则FPGA将步骤(c)最终补偿后的超大带宽的基带数据进行数字上变频，然后通过DAC输出即得到补偿后的中频信号，执行步骤(e)；

e)将步骤(d)得到的补偿后的中频信号与雷达的本振信号混频，得到补偿后的射频信号。

3.根据权利要求1所述的一种基于参数拟合的超大带宽信号预失真补偿方法，其特征在于：所述步骤(1)采集超大带宽信号的采集设备的最高频率需要大于该超大带宽信号的最高频率，采集超大带宽信号的采集设备的最大采样率大于该超大带宽信号的带宽的2倍。