[其他]信号源失真补偿器

说明书

一般地说，本发明涉及用于消除或减小脉冲信号源中（如应用了脉冲信号发射机源的脉冲回波系统中）的不稳定效应的信号处理技术，更具体地说，涉及一种在工作过程中对信号源脉冲的变化幅度、频率和/或相位特性进行补偿的技术，该技术通过对各接收到的信号脉冲进行预处理，使得所述信号就象由一个具有时不变的幅度、频率和/或相位特性的单个信号源发射的一样。

本发明的技术领域大致属于脉冲回波系统领域，本发明在应用于雷达或声纳系统时尤其具有意义，这些系统中具有包括应用有如杂波消除技术、多普勒效应估计技术和活动目标指示器（MTI）技术的雷达系统。本发明的应用与系统中采用什么类型的发射源无关。

在诸如雷达或声纳系统此类的脉冲回波返回的射发射/接收系统中，例如从发射机的脉冲信号源来的各脉冲信号，其幅度、频率和/或相位特性会发生变化，这样接收到的目标回波脉冲就会在一定程度上不同，亦即这些脉冲含有由此导致的失真成分。最理想的是把这类失真效应尽可能多地减小。

在其中不希望有这类失真的系统的一个实例是这样一种雷达系统，它需要采用磁控管这种大功率脉冲信号源来产生发射机脉冲信号。磁控管相当廉价，寿命长，并且在这样的前提下往往十分可靠，所以在众多应用中采用磁控管十分理想。但是与速调管，磁控管这样一类相干功率源不同的是，它会产生相当严重的幅度、频率和/或相位失真。

而在许多这类雷达中，在雷达接收机中输入的目标回波信号或回波脉冲信号的信号处理中所引起的又一个问题是，这种回波脉冲常伴随有地面杂波;即从地面上的固定目标反射回来的回波脉冲常常掩盖或遮蔽了来自同一距离内所需的活动目标的回波脉冲。一种用于消除，或至少是实质上减小地面干扰的技术是，采用多普勒处理或多普勒滤波技术，应用这类技术的雷达，如多普勒滤波器雷达或活动目标指示（MIT）雷达，已为在本技术领域的人们所公知。但是，为使这种多普勒处理器雷达系统有效地工作，大功率发射脉冲必须彼此基本相同，而在脉冲幅度、频率或相位特性上的任何偏移或失真往往会致使多普勒系统不能有效减小地面杂波效应，结果使得上述系统作用不大。

然而，磁控管又往往产生脉冲与脉冲之间的特性不准确相同的脉冲。在许多情况下，差异是如此之大，以致脉冲幅度、频率和或相位偏差导致在回波信号处理中发生问题。由于磁控管实际上是一个脉冲调制的振荡器，因此其输出脉冲的各相位实质上完全是随机的，此外，还可能在一个脉冲到另一个脉冲之间引入小的幅度和频率调制效应。

一种用于补偿这类雷达系统中相位偏差的技术是，采用一种相干振荡器电路，有时称为“coho电路”，这是一种已长时间应用于MTI雷达中的技术。依靠这种电路，脉冲与平均相位的脉冲的偏差可以得到相当有效的补偿、剩下的幅度调制（AM）和频率调制（FM）效应仍常使系统的性能受到限制。通常，已发现调频效应是最难补偿的，也常是这二种调制效应中更关键的一种。一种避免调幅（AM）和调频（FM）失真问题的途径曾经是，设计相当昂贵的磁控管结构，这类结构具有很小的AM和FM失真。这种设计很难实施，而且尤其当在已安装好并已使用的整个雷达系统必须以这种新设计的磁控管进行改进时，往往在某种程度上增加了系统的功率管和发射机部分的成本。更为可取的是避免这种成本较高的再设计，发明出一种采用了补偿这种AM和FM效应的适当电路的接收技术。当这种电路能以合理的费用换取现行系统的性能的改进时，这种技术尤为理想。

另一种推荐的技术包括采用一种横向均衡电路，在该电路中，一个以其复合形式，即以既有相位成分又有正交成分形式的接收的信号按时间取样。数字化的取样信号然后以上述其复合形式与发射脉冲相比较。电路在脉冲到脉冲的基础上识别发射脉冲结构中的变化，并且对其在幅度、频率和相位上的变化进行补偿。在补偿之后，接收到的脉冲波形趋近那些在发射机具有不随时间变化幅度和相位的特性时接收到的脉冲波形。更具体地说，该电路包括有一条抽头延滞线，已接收到的信号取样供给该延迟线，来自各抽头的延滞输出按照适当加权的发生器电路被加权，加权过的信号被适当相加，以将输出信号供给接收机。由加权发生器电路决定的加权根据适当选定的标准变化从发射脉冲到发射脉冲各自变化，这样，在相应接收到的回波信号供给接收机电路之前，抵达接收机的输出相对于发射脉冲信号中的幅度、频率和/或相应偏差被适当补偿。

虽然后一种技术在某些应用中达到了适当程度的效果，但这种补偿途径没有为许多其它应用的接收信号提供足够的改善结果。希望发明一种甚至更好的、对这类失真效应进行补偿的方法。