通用雷达信号场景系统的研制

后的两台单通道激励设备生成。可产生信号带宽可达2 GHz，但宽带正交调制对I/Q不平衡或正交误差特别敏感。必须要经过校准后，才能获得优质信号。由于性价比较高，是目前大多数雷达场景系统的首眩

2.2 信号场景的系统组成

本系统采用外部宽带调制方式，先由激励设备产生两路I、Q基带信号，然后通过外部宽带正交调制后输出雷达射频信号，加入了校准设备保证输出雷达射频信号的质量。信号场景系统主要由泰克AWG7082C任意波形发生器、安捷伦E8267D矢量信号源及安捷伦N9030A信号分析仪3部分组成，如图1所示。

由于雷达的某些基带信号(Barker码)要求载波抑制，瞬时相位可能会取两个值(0°和180°或BPSK)，FM线性调频、QPSK/QAM及大多数情况下UWB、OFDM信号的基带生成都要求正交调制器，因为必须同时控制载波的瞬时幅度和相位。仿真包括目标特点、多路径、多普勒频移、噪声和人为干扰效应的实际雷达回波要求正交调制。因为同时有I和Q信号，所以基带信号的生成需使用双通道AWG 7082C任意波形发生器。

对正交调制的雷达信号，两个基带信号I和Q成分必须输送到外部调制器，安捷伦E8267D矢量信号源就充当了外部调制器的角色。通过正交调制，甚至可以仿真频率捷变雷达系统，因为基带信号可能会位于外部调制器调制带宽内任何地方，拥有瞬时频率开关功能，没有PLL引起的瞬态信号。E8267D矢量信号源也可不接入外部两路I、Q信号，而进行内部窄带调制方式。但由于产生信号带宽仅80MHz，难以满足很多雷达系统测试需求。

进行外部宽带正交调制时，I和Q信号之间的匹配对调制质量至关重要。尽管任意波形发生器拥有较高的过采样率和高模拟带宽改善了输出两路I、Q信号的质量，两通道间的均匀性、平坦度和相位线性度。但正交调制器通常是系统中的薄弱环节，宽带正交调制器响应是达不到平坦的，内部I/Q不平衡，可能要远高于任意波形发生器输出两路I、Q信号。如图2所示，I、Q两路完美正交时镜频被抵消，正交不平衡时导致镜频产生，这些非期望的镜频提高了噪声，降低了调制质量。因此，系统采用安捷伦N9030A信号分析做校准设备，进行校准及差分校正信号会降低正交误差或不平衡引起镜频影响。此外，还应特别注意的任意波形发生器输出到外部调制器的I、Q信号必须要使用尽量等长的低损耗、低驻波、稳相电缆传输，而电缆不等长引起镜频可通过改变任意波形发生器通道延迟参数或经专门软件校准后进行补偿。

3 创建雷达场景信号波形

3.1 使用Pulse Building软件编辑波形

N7620B Signal Studio for Pulse Building是安捷伦公司开发一款脉冲信号生产软件，与宽带任意波形发生器和矢量信号发生器搭配使用(Wideband IQ with Calibration PSG模式)，可生成载频高达44 GHz、带宽高达2 GHz的波形。该软件校正引擎与16位ARB和PSG结合，可为用户提供44 GHz的动态范围。

简单的界面构造不但可以灵活地创建、存储和调用复杂的宽带脉冲码型，也可导入Agilent ADS和Matlab创建的脉冲定义文件。情景模式可进行详细设置：每段波形可以设置脉宽、上升/下沿时间、占空比、抖动时间、抖动类型。此外，可以将每段不同波形添加到序列中，波形序列播放时间、重复间隔、重复数量、频率、相位、功率偏置、幅度ALC和游标等。

3.2 仪器校准和信号校正的软件方法

如图4为校准设置界面。系统采用SSB的12音频信号作为测试校准信号，因为其可在整个调制带宽上估算有用的载波和非期望的镜频载波。由于镜频幅度将取决于一定调制频率的相位和幅度匹配程度。在设置自动校准后，自动调用N9030A信号分析仪测得与调制频率有关的正交误差和不平衡，使AWG7082C生成差分校正信号，在找到匹配的差分校正滤波器后，最终获得I与Q成分之间的完美平衡和相位。也可通过对已经预先校正的信号重复进行校准，获得更好的结果。

4 结束语

该雷达信号场景系统可生成载频高达44 GHz，带宽达2 GHz生成多种体制复杂的雷达信号。由于设备参数漂移的影响，会导致校准数据有效周期较短，每次开启系统前须进行的设备校准和信号校正，但确保了系统输出的雷达射频信号有良好的品质。目前，该雷达信号场景系统已正式投入到多个型号雷达产品研制阶段中，对方案验证与改进、系统测试、产品验收等方面工作起到了重要的作用。