[其他]信號源失真補償器

無效

• 申請號: 87106615
• 申請日: 1987-09-29
• 公開（公告）號: CN87106615A
• 公開（公告）日: 1988-06-22
• 發明（設計）人: 約翰·N·彼里斯
• 申請（專利權）人: 希格納特羅恩公司
• 主分類號: G01S7/28
• 分類號: G01S7/28;H03H17/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 范本國

一般地說，本發明涉及用于消除或減小脈沖信號源中（如應用了脈沖信號發射機源的脈沖回波系統中）的不穩定效應的信號處理技術，更具體地說，涉及一種在工作過程中對信號源脈沖的變化幅度、頻率和/或相位特性進行補償的技術，該技術通過對各接收到的信號脈沖進行預處理，使得所述信號就象由一個具有時不變的幅度、頻率和/或相位特性的單個信號源發射的一樣。

本發明的技術領域大致屬于脈沖回波系統領域，本發明在應用于雷達或聲納系統時尤其具有意義，這些系統中具有包括應用有如雜波消除技術、多普勒效應估計技術和活動目標指示器（MTI）技術的雷達系統。本發明的應用與系統中采用什么類型的發射源無關。

在諸如雷達或聲納系統此類的脈沖回波返回的射發射/接收系統中，例如從發射機的脈沖信號源來的各脈沖信號，其幅度、頻率和/或相位特性會發生變化，這樣接收到的目標回波脈沖就會在一定程度上不同，亦即這些脈沖含有由此導致的失真成分。最理想的是把這類失真效應盡可能多地減小。

在其中不希望有這類失真的系統的一個實例是這樣一種雷達系統，它需要采用磁控管這種大功率脈沖信號源來產生發射機脈沖信號。磁控管相當廉價，壽命長，并且在這樣的前提下往往十分可靠，所以在眾多應用中采用磁控管十分理想。但是與速調管，磁控管這樣一類相干功率源不同的是，它會產生相當嚴重的幅度、頻率和/或相位失真。

而在許多這類雷達中，在雷達接收機中輸入的目標回波信號或回波脈沖信號的信號處理中所引起的又一個問題是，這種回波脈沖常伴隨有地面雜波;即從地面上的固定目標反射回來的回波脈沖常常掩蓋或遮蔽了來自同一距離內所需的活動目標的回波脈沖。一種用于消除，或至少是實質上減小地面干擾的技術是，采用多普勒處理或多普勒濾波技術，應用這類技術的雷達，如多普勒濾波器雷達或活動目標指示（MIT）雷達，已為在本技術領域的人們所公知。但是，為使這種多普勒處理器雷達系統有效地工作，大功率發射脈沖必須彼此基本相同，而在脈沖幅度、頻率或相位特性上的任何偏移或失真往往會致使多普勒系統不能有效減小地面雜波效應，結果使得上述系統作用不大。

然而，磁控管又往往產生脈沖與脈沖之間的特性不準確相同的脈沖。在許多情況下，差異是如此之大，以致脈沖幅度、頻率和或相位偏差導致在回波信號處理中發生問題。由于磁控管實際上是一個脈沖調制的振蕩器，因此其輸出脈沖的各相位實質上完全是隨機的，此外，還可能在一個脈沖到另一個脈沖之間引入小的幅度和頻率調制效應。

一種用于補償這類雷達系統中相位偏差的技術是，采用一種相干振蕩器電路，有時稱為“coho電路”，這是一種已長時間應用于MTI雷達中的技術。依靠這種電路，脈沖與平均相位的脈沖的偏差可以得到相當有效的補償、剩下的幅度調制（AM）和頻率調制（FM）效應仍常使系統的性能受到限制。通常，已發現調頻效應是最難補償的，也常是這二種調制效應中更關鍵的一種。一種避免調幅（AM）和調頻（FM）失真問題的途徑曾經是，設計相當昂貴的磁控管結構，這類結構具有很小的AM和FM失真。這種設計很難實施，而且尤其當在已安裝好并已使用的整個雷達系統必須以這種新設計的磁控管進行改進時，往往在某種程度上增加了系統的功率管和發射機部分的成本。更為可取的是避免這種成本較高的再設計，發明出一種采用了補償這種AM和FM效應的適當電路的接收技術。當這種電路能以合理的費用換取現行系統的性能的改進時，這種技術尤為理想。

另一種推薦的技術包括采用一種橫向均衡電路，在該電路中，一個以其復合形式，即以既有相位成分又有正交成分形式的接收的信號按時間取樣。數字化的取樣信號然后以上述其復合形式與發射脈沖相比較。電路在脈沖到脈沖的基礎上識別發射脈沖結構中的變化，并且對其在幅度、頻率和相位上的變化進行補償。在補償之后，接收到的脈沖波形趨近那些在發射機具有不隨時間變化幅度和相位的特性時接收到的脈沖波形。更具體地說，該電路包括有一條抽頭延滯線，已接收到的信號取樣供給該延遲線，來自各抽頭的延滯輸出按照適當加權的發生器電路被加權，加權過的信號被適當相加，以將輸出信號供給接收機。由加權發生器電路決定的加權根據適當選定的標準變化從發射脈沖到發射脈沖各自變化，這樣，在相應接收到的回波信號供給接收機電路之前，抵達接收機的輸出相對于發射脈沖信號中的幅度、頻率和/或相應偏差被適當補償。

雖然后一種技術在某些應用中達到了適當程度的效果，但這種補償途徑沒有為許多其它應用的接收信號提供足夠的改善結果。希望發明一種甚至更好的、對這類失真效應進行補償的方法。