[发明专利]一种自适应大调制带宽I/Q调制误差数字补偿方法及系统

说明书

本发明涉及测试技术领域，具体公开了一种自适应大调制带宽I/Q调制误差数字补偿方法及系统；其方法包括：将基带信号V^o置零；通过包络检测器检测射频输出，得到包络检测值V^e；当该包络检测值V^e为最小值时，计算矢量调制误差的直流偏置参数B；计算调节参数d和f；根据所述调节参数d和f，以及直流偏置参数B，根据以下误差补偿器进行补偿：V^c＝C(V^o+B)；其中，V^c为经误差补偿后的输入矢量，该方案将基带信号发生器、矢量调制器和传输通道一并纳入校准过程，三部分造成的误差同时补偿修正，避免现有技术方案中采取近似补偿造成的误差；该方案采用基带信号预失真的数字方法实现，避免现有方案中模拟器件的带宽限制，实现GHz量级大调制带宽矢量调制误差的高精度补偿修正。

技术领域

本发明涉及测试技术领域，具体涉及一种自适应大调制带宽I/Q调制误差数字补偿方法及系统。

背景技术

近年随着高端复杂电磁信号应用的快速发展，数字调制方式被广泛应用于侦察、通信、导航等各领域。数字调制方式在发射机中的典型机制是利用DSP或者FPGA等数字处理部件产生的I/Q基带信号与载波信号在矢量调制器中完成调制，从而得到用于传输或发射的射频信号。在实际运用过程中，由于矢量调制器以及传输通道的非理想特性，例如I/Q两路信号传输通道的增益不一致、载波泄露和正交度误差等，造成了所产生射频信号的性能恶化，例如镜像杂波明显加强、交调情况严重等。尤其是在较大调制带宽的情况下，同一载波频点，实时带宽内各种性能恶化情况波动起伏加剧。本专利提出了一种基于基带信号预失真的自适应大调制带宽I/Q调制误差数字补偿方法，在不占用任何模拟校准电路的条件下，利用自适应参数估计的方法，辨识各频率采样点的补偿参数值，建立二维动态补偿数据列表。从而高精度补偿修正全频段、大调制带宽I/Q矢量调制误差，有效改善矢量调制器引起的各种性能恶化现象。

矢量调制方法的出现，为一系列复杂调制格式信号的应用成为现实。I/Q矢量调制器作为实现矢量调制的关键部件，其性能的提升、改进成为各种相关仪器设备攻关的主要工作。尽管如此，目前主流I/Q矢量调制器的调制误差仍然很明显，不容忽视。如图1所示，矢量调制器电路示意图。

从图1可以看出，矢量调制电路主要由传输通道和矢量调制器两部分组成。图1中，V_i和V_q分别表示I/Q两路输入基带信号，V^m表示调制输出信号。这里主要考虑3种比较显著的调制误差：即：I/Q两路基带信号传输通道增益不平衡误差(图中增益分别用g_i和g_q表示)、直流偏置分量造成的载波泄漏(图中直流偏置分量分别用a_i和a_q表示)和载波正交度误差

一个经过严谨设计的矢量调制电路，在进行误差修正之前，三种主要的矢量调制误差 的典型值大约是：增益不平衡度2-3％、载波正交度误差2-3°、载波泄漏大约占总量程的2-3％。在此量级误差的影响下，信号镜像噪声抑制仅为30dB左右，造成的交调失真大约是0.3dB。无法满足调制精度要求，必须对基带信号进行误差补偿修正。

目前，比较通用的方法是模拟补偿修正方法。即利用专用模拟电路，在特定的工作条件下，对矢量调制电路进行误差补偿修正。进而将得到的补偿值用于正常工作状态，来实现矢量调制误差的近似补偿。下面介绍此种方法的细节。

图2是矢量调制误差模拟校准方法的示意图，如图2所示，校准补偿回路主要由校准源、传输通道、补偿电路、矢量调制器和补偿控制器等部分组成。主要工作原理介绍如下。首先将输入端切换到校准源模式，设定待校准频率点，然后进行以下三个步骤：

1)利用校准源将IQ两路信号置零，在射频输出端通过包络检测器监测输出电压，根据DSP中的预存校准数据列表，逐一设置补偿电路中的偏置电压补偿参数，遍历所有数据列表后，选择包络检测器输出电压最小的参数取值作为此频率点的直流偏置补偿值。