孔径合成式毫米波辐射成像系统中频处理方案的研究

ｆｌ ｒｎ ／ ｄ ｍｏ ｕａｉｎ ｓｈ ｍｅｉ ｃ ｏ ｅ ．Ｔｈ ａ ａ ｔｒ ｆ ｈ ｏ ｙ ｈ ｓ ｉ ｅ ｉｇ ｓｈ ｍｅａ ｅｄ ｓｇ ｅ ｙ ｉ ｇｎ ｉｅ ｉｇ ＩＱ ｅ ｄ ｌｔ ｃ ｅ ｈ ｓｎ ｔ ｏ ｓ ｅｐ ｒｍｅｅ ｓｏ ｅｐ ｌｐ ａ ｅｆ ｔｒｎ ｃ ｅ ｒ ｅ ｉｎ ｄ ｂ ｔ ｌ ｍａ ｉｇ
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１ 数字 中频 处理方案的制定
常见 的数字 中频 处 理结 构 有 ３ ： ｌｅｔ 种 Ｈｉ ｒ 滤波 结 构 、 ｂ 低通 滤波 结构 和 多相滤 波结 构 。 图 １ 低通滤 波结构
Ｈｉ ｅｔ ｌ ｒ 滤波 结 构 的特 点 是 把 原 始 信 号 通 过 一 个 ｂ Ｈｉ ｅｔ ｌ ｒ滤波器（ Ｉ ） ｂ ＦＲ 得到它的正交信号， 同相信号则通过 对原始信号进行适 当延时得到。该结构 ＩＱ两路 的正交 、
ｓ ｕａｉｎ ｕ ｉｇ ｔ ｅａ ａｙ ｉ ｅｈ ｄｏ ｈ ｏ ｐ ｓ ｉ ｅｉｇ ｓ ｈ ｍ ｅ ｔｐ ｏ ｉｅ ｅ ａ ｐ ｏ ｃ ｏ ｔ ｅ ｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｉ ｌｔ ｓｎ ｈ ｎ ｌｓｓｍ ｔｏ ｆｔ ｅｌｗ ａ ｓｆ ｔｒｎ ｃ ｅ ．Ｉ ｒ ｖｄ ｓａ ｎ ｗ ｐ ｒ ａ ｈ ｔ ｈ ｅ ｒ ｎ ｅ ｍ ｏ ｌ ｆ ａ ａｙ ｉ ｆｐ ｌｐ ａ ｅｆｌ ｒ ｎ ｌ ｓｓｏ ｏ ｙ ｈ ｓ ｉｅ ． ｔ
统的性能要求（ 带宽 、 镜频抑制比、 温度灵敏度等） 为标准，
从 ３ 常见 的数 字 中频 处 理 方 案 中选 择 多 相滤 波 结构 为 种 系统 的中 频处 理 方 案 ， 根 据 多 相滤 波结 构 的特 点 ， 并 采用
一
种新的分析思路 ， 通过成像仿真 ， 定量分析其性能 。
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔｈ ｅ ｉｄ ｆｉｔｒ ｅ ｉｔ ｒｑ ｅ ｃ ｒ ｃ ｓｉｇ ｓｈ ｍｅ ｒ ｔｄｅ ｔｆｒｔ Ｂ ｓｄ ｏ ｈｓ ｈ ｏ ｙ ｈ ｓ ｒｅｋｎ ｓｏ ｎ ｅｍ ｄａ ｅｆｅ ｕ ｎ ｙ ｐｏ ｅ ｓ ｃ ｅ ｓａ ｅｓｕ ｉｄ ａ ｉｓ． ａ ｅ ｎ ｔ ｉ，ｔ ｅｐ ｌ ｐ ａ ｅ ｎ
吴华 明 万 国龙
（ 北京航 空航天 大学电子信 息工程 学院 北京 １０ ８ ） ０ ０ ３
摘析 ， 确定 了在孔径 合成 式毫 米波辐 射成像 系统 中采用 多相滤 波 Ｉ ／ Ｑ
解调结构 。利用低通 滤波结构 的分析方法 ， 过仿真成像 ， 通 设计 出多相滤 波结构 的参数 ， 多相滤 波结 构 的性能 分析 为
性完 全 由 Ｑ路 的 Ｈｉ ｅｔ 波 器决 定 ， 了满 足 系统 对解 ｌ ｒ滤 ｂ 为
０ 引 言
孔径 合成 式 毫 米 波 辐 射 成像 系 统 是 一 种 应用 干 涉 成 像 技术 的 被 动 式 辐 射 计 ， 了 得 到 成 像 所 需 的可 视 度 函 为
调后信 号正交性 的要求 ， 该滤波器 的阶数要设计得很大 ， 相 应 的硬件 实 现 难 度 也 随 之 增 大 。另 外 这 样 得 到 的 ＩＱ 、 两路信号还要再经过一次下变频才能变为零中频 ， 增加 了
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ＥＣＯ电子测量技术ＨＬＹ Ｌ ＲＩＭＳＥＮ Ｔ ＮＯ Ｅ Ｎ Ｅ ＲＥ ＣＯＧ Ｔ Ｃ Ａ ＭＴＥ Ｕ
第６８ ２年月 ０ ４ ２ 第期 ０ ９ 卷
孑 径 合 成 式 毫 米 波 辐 射 成 像 系统 Ｌ 中频 处 理 方 案 的研 究
提 出了一 条新思路 。 关 键词 ：Ｉ ／ Ｑ解 调 ；多相滤波 ；数 字接 收机 ；孔径合成式 辐射成像
Ｓ ｕ ｙ ｏ ｎ ｅ ｍ ｅ ｉ ｔ ｒ ｑｕ ｎ ｙ ｐｒ ｃ ｓ ｉ ｃ ｅ ｅ ｎ ｐｅ ｔ ｒ ｔ ｄ ｆ ｉ ｔ ｒ ｄ ａ ｅ ｆ ｅ ｅ ｃ ｏ ｅ ｓｎｇ ｓ ｈ ｍ ｓ ｉ ａ ｒ ｕ ｅ ｓ ｎｔ ｅ ｉ ａ ｏ ｅ ｒ ｃ ｉ ａ ｉ ｇ ｓ ｓ ｅ ｙ ｈ ｔｃ ｒ ｄｉ ｍ ｔ ｉ ｍ ｇ ｎ ｙ ｔ ｍ
Ｗ ｕ Ｈ ｕ ｍ ｉｇ Ｗ ａ ｏｏ ｇ ａ ｎ ｎ Ｇｕ ｌ ｎ
（ｃｏ ｌ ｆＥｅｔｏ ｉｓＩｆｒ ｔ ｎＥ ｇｎ ｅｉｇ ｅｊ ｇＵｎｖｒｉ ｆＡｅｏ ａ ｔ ｓａｄＡｓｒｎ ｕｉｓ ｅ ｉｇ１ ０ ８ ） Ｓ ｈｏ ｌｃｒｎｃ ｏｍａｉ ｎ ｉｅｒ ，Ｂ ｉｎ ｉｅｓ ｙｏ ｒｎ ｕｉ ｎ ｔｏ ａ ｔ ，Ｂ ｉｎ ０ ０ ３ ｏ ｎ ｏ ｎ ｉ ｔ ｃ ｃ ｊ
硬件开 销 。
数， 需要对雷达中频信号进行 ＩＱ解调ｌ。由于工作在毫 ／ １ ｊ 米波段， 系统对 接收机 的处理速度 和数据率要求 均较 该
高， 传统 的模 拟 接 收 机 结 构在 体 积 、 耗 和 精 确性 上 都 受 功 到很 大的 限制 ， 因此 应该 采 用 数 字 接 收机 。本 文 以满 足 系
Ｋ ｙ ｒ ｓ ／ ｄ ｍｏ ｕａｉｎ ｐ ｌｐ ａ ｅｆ ｔｒ ｉｉ ｌ ｅ ｅ ｅ ；ａ ｅ ｔ ｒ ｙ ｔ ｅｉ ｒ ｄｏ ｔ ｃｉ ｇｎ ｅｗｏ ｄ ：Ｉ Ｑ ｅ ｄ ｌｔ ； ｏ ｙ ｈ ｓ ｉ ｅ ；ｄｇ ｔ ｃ ｉ ｒ ｐ ｒｕ ｅｓ ｎ ｈ ｔ ａ ｉ ｏ ｌ ａｒ ｖ ｃ ｍｅｒ ｉ ｍａ ｉｇ
图 １ 示 的是低 通 滤 波 结 构 ， 是 传 统 模 拟 解 调 结 显 ］它
构的数字化形式， 不过在 这里， 通采样 选定 ｆ ＝４ ｏ所 带 ｆ，
以把信 号 下变 频到 零 中频 的时 候 ， 以 简 单地 通 过乘 以 ０ 可 或 ±１ 现 ， 降低硬 件 复杂 度 的同时 也 提高 了运 算速 度 。 实 在