一种宽带波形产生及通道均衡方法和系统与流程

1.本发明涉及数字信号领域。更具体地，涉及一种宽带波形产生及通道均衡和系统。


背景技术：

2.目前，宽带波形产生在现代雷达系统中应用广泛，但是波形产生链路中由于dac芯片的非线性以及sinc函数调制的影响，导致输出信号的幅度和相位误差较大，除此之外，信号产生链路往往需要连接放大器、滤波器、混频器以及倍频器等模拟器件，这些模拟器件必然会恶化宽带信号的幅度和相位误差，即通道失配，通道失配会严重影响雷达的整体性能，因此在实际应用过程中往往对宽带波形产生有严格要求以保证输出信号幅度和相位一致性。
3.因此，本发明提出了一种宽带波形产生及通道均衡方法和系统，通过多次通道均衡实现宽带波形信号的幅度和相位补偿，解决了通道失配的问题，避免了由于通道失配影响脉压指标甚至雷达系统的性能的现象。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种宽带波形产生及通道均衡方法和系统，以解决现有技术存在的问题中的至少一个。
5.为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
6.本发明提供了一种宽带波形产生及通道均衡方法，包括：
7.控制组件控制所述待均衡宽带波形产生组件产生宽带波形信号并通过matlab计算其均衡系数，将所述均衡系数作为初始条件下发至所述待均衡宽带波形产生组件进行均衡补偿；
8.通过所述matlab对待均衡宽带波形产生组件或级联后续组件产生的宽带波形信号的脉压指标分析，同时通过所述matlab完成均衡系数计算，确认所述脉压指标是否满足预设指标，若满足，则结束均衡补偿，若不满足，则继续进行均衡补偿，直至满足预设指标。
9.进一步地，所述控制组件控制所述待均衡宽带波形产生组件产生宽带波形信号并通过matlab计算其均衡系数包括：
10.所述待均衡宽带波形产生组件根据控制信号产生相应的宽带波形信号并输出至所述高速示波器进行波形采集；
11.所述matlab基于所述波形数据文件完成均衡系数计算并保存均衡滤波器特性。
12.进一步地，所述matlab在计算均衡系数时需以上次得到的均衡滤波器特性为基础。
13.进一步地，所述待均衡宽带波形组件由fpga芯片和dac芯片组成，所述fpga芯片产生基带波形信号后进行信号的宽带均衡、插值滤波和上变频生成中频信号，所述dac芯片接收来自所述fpga芯片的中频信号进行数模转换输出模拟中频信号。
14.本发明另一方面提供了一种宽带波形产生及通道均衡系统，包括：
15.控制模块，用于发送控制参数，所述控制参数包括宽带波形的参数信息和均衡系数；
16.宽带波形产生及通道均衡模块，用于产生宽带波形信号并实现通道均衡；
17.均衡系数计算模块，用于计算并存储所述宽带波形产生及通道均衡模块的均衡系数和均衡滤波器特性。
18.进一步地，所述宽带波形产生及通道均衡模块包括：fpga芯片和dac芯片；
19.控制参数解析模块、基带波形产生模块、通道均衡模块、插值滤波模块、上变频模块和dac接口模块运行于fpga芯片上。
20.进一步地，由外部稳定信号源或锁相模块输出时钟信号作为所述dac芯片的采样时钟。
21.进一步地，所述控制参数解析模块接收并解析所述控制模块下发的控制信号，获取波形的控制参数，所述基带波形产生模块根据所述控制参数产生对应时宽、带宽和数据率的基带信号，由所述插值滤波模块和上变频模块完成所述基带信号的内插滤波和上变频输出对应时宽、带宽和数据率的宽带波形信号。
22.进一步地，所述系统还包括：
23.高速示波器，用于完成所述宽带波形信号的波形采样，并将所述波形采样数据存储为波形数据文件。
24.本发明的有益效果如下：
25.本技术所提供的方案，提供了多次均衡补偿的方法流程，解决由于dac芯片的非线性、sinc函数调制以及模拟器件等引起的通道失配问题。
附图说明
26.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
27.图1示出本发明的一个实施例提供的一种宽带波形产生及通道均衡方法的步骤图；
28.图2示出本发明的一种宽带波形产生及通道均衡系统的示意图。
29.图3示出本发明一个实施例提供的宽带波形产生及通道均衡系统的执行逻辑示意图。
具体实施方式
30.为了更清楚地说明本发明，下面结合实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
31.本发明的一个实施例提出了一种宽带波形产生及通道均衡方法，如图1所示，包括：
32.s101：控制组件控制所述待均衡宽带波形产生组件产生宽带波形信号并通过matlab计算其均衡系数；
33.s102：所述控制组件将所述均衡系数作为初始条件下发至所述待均衡宽带波形产生组件进行均衡补偿；
34.s103：通过所述matlab对待均衡宽带波形产生组件或级联后续组件产生的宽带波形信号的脉压指标分析，同时通过所述matlab完成均衡系数计算，确认所述脉压指标是否满足预设指标，若满足，则结束均衡补偿，若不满足，则继续进行均衡补偿，直至满足预设指标。
35.在一个具体的实施例中，所述matlab通过高速示波器采集并存储的包含待均衡宽带波形组件和级联组件输出的宽带波形信号的波形数据文件进行均衡系数计算。
36.在一个具体的实施例中，所述控制组件控制所述待均衡宽带波形产生组件产生宽带波形信号并通过matlab计算其均衡系数包括：
37.所述待均衡宽带波形产生组件根据控制信号产生相应的宽带波形信号并输出至所述高速示波器进行波形采集；
38.所述matlab基于所述波形数据文件完成均衡系数计算并保存均衡滤波器特性。
39.在一个具体的实施例中，所述控制信号中包含有所述宽带波形信号的信号参数带宽、时宽和数据率。
40.在一个具体的实施例中，所述matlab在计算均衡系数时需以上次得到的均衡滤波器特性为基础。
41.应当说明的是，matlab第一次计算均衡系数是不需要用到上次得到的均衡滤波器特性。
42.在一种可能的实现方式中，所述待均衡宽带波形组件由fpga芯片和dac芯片组成，所述fpga芯片产生基带波形信号后进行信号的宽带均衡、插值滤波和上变频生成中频信号，所述dac芯片接收来自所述fpga芯片的中频信号进行数模转换输出模拟中频信号。
43.在一个具体的实施例中，若该次均衡后产生的宽带波形的脉压指标不满足预设指标，则matlab计算下一次的均衡系数，并通过控制模块下发所述均衡系数。
44.需要说明的是，在宽带波形产生系统中往往涉及多个组件级联的情况，前后级组件的幅相特性差别特别大时需要对所述宽带波形产生组件进行多次均衡补偿以满足系统指标。
45.本发明规范了宽带波形产生及通道均衡的方法以及流程，解决由于dac芯片的非线性、sinc函数调制以及模拟器件等引起的通道失配问题，同时本方法流程提出了多次均衡补偿的方法流程，从而使系统具有更高可靠性、适应性。
46.本发明的另一个实施例提供了一种宽带波形产生及通道均衡系统，如图2所示，包括：
47.控制模块，用于发送控制信号，所述控制信号包括宽带波形的参数信息和均衡系数；
48.宽带波形产生及通道均衡模块，用于根据控制信号产生宽带波形信号实现通道均衡；
49.均衡系数计算模块，用于计算并存储所述宽带波形产生及通道均衡模块的均衡系数和均衡滤波器特性。
50.在一个具体的实施例中，所述宽带波形产生及通道均衡模块包括：fpga芯片和dac芯片；控制参数解析模块、基带波形产生模块、通道均衡模块、插值滤波模块、上变频模块和dac接口模块运行于fpga芯片上。
51.在一个具体的实施例中，由外部稳定信号源或锁相模块输出时钟信号作为所述dac芯片的采样时钟。
52.在一个具体的实施例中，所述控制参数解析模块接收并解析所述控制模块下发的控制信号，获取宽带波形的控制参数，所述基带波形产生模块根据所述控制参数产生对应时宽、带宽和数据率的基带信号，由所述插值滤波模块和上变频模块完成所述基带信号的内插滤波和上变频输出对应时宽、带宽和数据率的宽带波形信号。
53.在一种可能的实现方式中，所述系统还包括：
54.高速示波器，用于完成所述宽带波形信号的波形采样，并将所述波形采样数据存储为波形数据文件。具体的，存储为.csv格式或.bin格式文件。
55.在一个具体的实施例中，所述系统的执行逻辑如图3所示，首先进行系统连接，完成系统上电，由外部稳定的信号源或锁相模块输出2.4g时钟信号作为dac芯片的采样时钟，控制模块下发波形时宽、带宽等控制参数，fpga芯片上的控制参数解析模块在150m系统时钟作用下完成控制参数解析，通过8路并行的波形产生单元，产生对应带宽、时宽的1.2g数据率的基带信号，然后通过插值滤波模块完成内插滤波，将1.2g速率信号插值到4.8g数据率，然后通过上变频模块完成上变频，输出1.2g中频的宽带波形信号，然后在dac芯片中完成数字信号到模拟信号的转换，输出模拟中频信号。
56.利用高速示波器完成波形采样，并将波形数据存储为.csv文件或.bin文件，便于均衡系数计算模块进行处理；
57.设置均衡系数计算模块中matlab软件的时宽、带宽等参数信号，将所述.csv格式或.bin格式的波形数据文件导入，运行matalb分析软件，完成首次均衡系数计算，并保存本次的均衡滤波器特性；
58.由控制组件下发上述步骤得到的均衡系数，通过所述fpga芯片上的通道均衡模块完成均衡操作，然后完成内插滤波、上变频以及数模转换操作，输出首次均衡后的模拟中频信号。
59.利用高速示波器采样后续级联组件输出的宽带波形信号，并将波形存储为.csv文件，便于matlab进行处理；
60.将波形数据文件导入，对数据进行脉压分析，如果脉压指标达到预设指标，则不进行第二次均衡系数计算，如果幅相误差较大，脉压指标不满足预设指标，需要在上次通道均衡的基础上，将本次通道频域特性与第一次得到的均衡滤波器特性相乘，进而完成新的均衡系数计算。重复上述操作，直至得到的脉压指标满足预设指标。
61.显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于本领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。