[发明专利]一种基于改进遗传算法的相位补偿方法

说明书

本发明公开了一种基于改进遗传算法的相位补偿方法，属于波形发生器技术领域。本发明是以级联二阶节结构的全通滤波器作为相位补偿滤波器，通过求解相位补偿滤波器的参数，使其相位函数逼近波形合成系统所需的相位响应，从而实现对FI‑DAC中子带通道间的相位偏差补偿。在求解相位补偿滤波器的参数过程中，引入了祖先染色体概念对传统遗传算法进行了改进，通过群延迟分解法获得一组初始解作为遗传算法中种群的祖先染色体，并在此基础上实现种群的产生和进化，改善系统的相位响应从而提升输出信号质量。

技术领域

本发明属于波形发生器技术领域，更为具体地讲，涉及一种基于改进遗传算法的相位补偿方法。

背景技术

任意波形发生器作为一种广泛应用于电子装备、设备研制、生产和维护保障的信号源，可解决真实信号场景难以复现或风险代价极高等问题。如雷达的整机调试和性能鉴定，全部采用真实目标(如飞机)来给雷达提供测试信号，不仅需要花费大量的人力、物力，有时还会影响研制进度，甚至在某些情况下(如恶劣天气)无法实现，宽带任意波形发生器则是解决这些难题的理想工具。随着现代通信、航空航天探测、人工智能、雷达侦查等相关电子信息领域的高速发展，电子系统变得越来越庞大，电子信号的复杂程度也越来越高，尤其是信号的频率范围不断拓宽，这就要求作为测试设备的任意波形发生器具备更高的采样率和输出带宽。采用频带交织的数模转换器(Frequency-Interleaved Digital-to-AnalogConverter，FI-DAC)能够有效提升任意波形发生器的采样率和输出带宽。但是，FI-DAC中子带通道间的相位偏差将导致子带信号拼接时在交叠带出现严重的误差，难以保证最终合成信号的质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于改进遗传算法的相位补偿方法，以克服利用FI-DAC提升任意波形发生器的采样率和输出带宽时，存在的FI-DAC中子带通道间的相位偏差问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于改进遗传算法的相位补偿方法，该方法以级联二阶节结构的全通滤波器作为相位补偿滤波器，通过求解相位补偿滤波器的参数，使其相位函数逼近波形合成系统所需的相位响应，从而实现对FI-DAC中子带通道间的相位偏差补偿；其包括如下步骤：

S1、测量FI-DAC波形合成系统的相位响应函数θ(ω)；

S2、根据S1测量的相位响应函数θ(ω)计算出相位补偿滤波器的相位响应函数θ₁(ω)；

S3、基于S2得到的θ₁(ω)，采用群延迟分解法确定出补偿滤波器阶数和初始解；初始解记为[r₁,r₂,r₃，…，r_N,θ₁,θ₂,θ₃,…,θ_N]；

S4、采用改进遗传算法进行相位补偿滤波器参数求解，其过程为：

S4.1、确定染色体的编码方式、确定适应度函数、设定改进遗传算法的参数；

编码方式为gen＝[gen₁,gen₂,gen₃，…，gen_2N]，其中gen₁～gen_N为极点的半径，gen_N+1～gen_2N为极点的相位；

采用相位逼近的近似误差均方根作为适应度函数，并将极点半径约束在[0,1)；