雷达通信一体化数字预失真研究

摘要

雷达作为航空航天和军事领域的重要电子设备，传统的先侦察后处理方式以及低速实时数据处理能力越来越不能够满足要求。随着科技的发展和进步，多终端，小型化，多功能的要求使得雷达通信一体化系统的核心技术研究非常迫切。
　　雷达通信一体化系统中，雷达功率放大器对普通数字调制信号的非线性影响是制约一体化系统高速通信的主要障碍，本文围绕这个问题，主要研究了雷达功率放大器的非线性特性，对数字调制信号产生的影响，以及基于多项式和查表法的不同数字预失真技术等。雷达系统的功率放大器通常工作在深度饱和区以获得较高的发射功率，致使信号产生严重的失真，造成接收端误码率的升高甚至无法解调信号，文中仿真了不同功放模型和雷达功放的特性曲线，证明雷达功率放大器具有记忆效应，无记忆非线性系统模型对雷达功放的非线性描述误差较大，记忆多项式功放模型能够精确描述雷达功放的非线性特性。之后本文仿真分析了雷达功放模型对三种调制方式 QPSK，pi/4QPSK和16QAM信号的失真影响，仿真结果表明三种调制方式中，16QAM信号受对功放非线性效应最敏感，该系统的数字预失真算法必须首先能够成功校正16QAM信号。
　　雷达通信一体化系统的前提是在原有雷达设备基础上增添通信信号处理模块，不能影响雷达本身工作，因此本文对较为具有工程实践意义的无记忆多项式预失真算法，Hammerstein预失真算法，记忆多项式算法以及查表法做了主要研究，对预失真的自适应算法做了仿真性能分析，在LMS算法的基础上作出改进以更易于硬件的实现。仿真分析了不同算法对16QAM信号通过雷达功放模型的星座图，眼图以及误码率的改善效果，仿真结果表明无记忆预失真模型对无记忆功放改善效果显著，但无法有效补偿记忆功放模型非线性效应。Hammerstein预失真模型对Wiener功放模型的非线性效应和线性记忆效应线性化效果良好，但无法描述雷达功放的非线性记忆效应。记忆多项式预失真模型能够对雷达功放模型起到良好的线性化效果，阶数和记忆深度越高，补偿效果越好，同时实现难度越大。为了降低记忆多项式的实现难度，将记忆多项式模型与查表法相结合，使用查找表存储多项式系数的方式构建模型，仿真结果表明，该模型对雷达功放的线性化效果显著,星座图和眼图得到改善，误码率接近线性功放情况。

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第一章 绪论

1.1课题研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3论文主要内容和组织结构安排

第二章 功率放大器的非线性效应分析

2.1 功率放大器的非线性特性

2.2 功率放大器非线性评价指标

2.3 功放线性化技术

2.4 本章小结

第三章 雷达功率放大器的行为级模型

3.1 无记忆功率放大器模型

3.2 有记忆功率放大器模型

3.3 雷达功率放大器模型参数估计

3.4 本章小结

第四章 雷达通信一体化数字预失真技术

4.1自适应预失真技术

4.2 数字预失真自适应算法

4.3 多项式数字预失真系统仿真

4.4查找表预失真系统仿真

4.5 本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

致谢

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