基于YIG振荡器的LFMCW-SAR雷达非线性矫正技术研究

"基于nios ii的频谱分析仪设计与研制，FMCW-SAR系统设计，信号处理，YIG振荡器，超宽带LFMCW-SAR雷达系统" 本文探讨了基于Nios II处理器的频谱分析仪设计与研制，着重关注非线性部分的处理和矫正。在非线性估计与矫正方法中，采用了插值技术来改善非线性问题。通过仿真数据、延迟线数据和实测SAR轨道数据的验证，证明了这种方法的有效性。此外，文章还涉及了低成本X波段超宽带LFMCW-SAR（线性调频连续波合成孔径雷达）信号源的设计与实现。 LFMCW-SAR系统设计中，YIG（钇铁石榴石）振荡器被选作信号源，因其具有高频率-电流线性度（±0.1%）和宽频带内平坦的幅频特性（优于±2dB）。这种选择可以确保发射信号质量，从而优化一维距离图像的获取。为减少研制复杂性，系统未采用常规锁相环，而是利用线性三角电压驱动YIG产生正负调频的LFMCW信号。三角波由DDS（直接数字频率合成）生成，以确保良好的频率线性度，并通过定制的低通滤波器来减少D/A转换器的阶梯效应，保持三角波形的线性度。 文章进一步指出，LFMCW-SAR信号源的一个主要问题是线性度较低，这会降低距离分辨率。为解决此问题，提出了一个结合宽窄带滤波器的二次迭代高阶模糊函数非线性误差估计与插值重采样非线性矫正方法。这种方法即使在低信噪比条件下也能有效地估计和校正发射信号的非线性，提高了距离成像质量。实验验证包括使用仿真数据、延迟线数据和实际SAR轨道测量数据，证实了算法的有效性。 LFMCW-SAR相比于脉冲雷达，具有结构简单、成本低和重量轻的优势。广泛应用于各种宽频带近距离探测和成像系统，例如X波段轨道SAR实验雷达、S/C波段雪深雷达、W波段人体炸药探测雷达等。非线性矫正方法对于提升这类雷达系统的性能至关重要。 本文不仅提供了基于Nios II的频谱分析仪设计思路，还展示了针对LFMCW-SAR系统中非线性问题的解决方案，为实际应用中的信号处理和系统设计提供了理论和技术支持。