DOI QR코드

DOI QR Code

Study of RF Impairments in Wideband Chirp Signal Generator

광대역 첩 신호 발생기를 위한 RF 불균형 연구

  • Received : 2013.10.18
  • Accepted : 2013.11.29
  • Published : 2013.12.31

Abstract

Recently spaceborne SAR systems are increasing image resolution and frequency. As a high quality image resolution, the wider bandwidth is required and a wideband signal generator with RF component is very complicated and RF impairments of device is increased. Therefore, it is very important to improve performance by reducing these errors. In this study, the transmission signal of the wideband signal generator is applied to the phase noise, IQ imbalance, ripple gain, nonlinear model of high power amplifier. And we define possible structures of wideband signal generator and measure the PSLR and ISLR for the performance assesment. Also, we extract error of the amplitude and phase from the waveform and use a quadratic polynomial curve fitting and examine the performance change due to nonlinear device. Finally, we apply a high power amplifier predistortion method for non-linear error compensation. And we confirm that distortion in the output of the amplifier by intermodulation component is decreased by 15 dB.

최근 우주에서의 SAR(synthetic aperture radar) 시스템은 영상 해상도와 주파수가 높아지고 있다. 높은 품질의 영상 해상도 일수록 높은 대역폭이 요구되고 RF 구성을 사용하는 광대역 신호 발생기는 매우 복잡해지고 RF 소자의 불균형 성분이 증가한다. 그러므로 이러한 에러를 줄이고 성능을 개선하는것은 매우 중요하다. 본 연구에서, 광대역 신호 발생기의 송신 신호는 위상 잡음, 직교불균형, 비선형 증폭기의 에러 모델이 적용된다. 그리고 광대역 파형 발생기의 가능한 구조들을 정의하고 평가 방법으로 PSLR(peak side lobe ratio)과 ISLR(integrated side lobe ratio)을 측정하였다. 또한, 파형으로부터 진폭과 위상 에러를 추출하고 이차 다항식을 사용하여 비선형 소자에 따른 성능 변화를 검토 하였다. 마지막으로 고출력 증폭기의 비선형 에러를 보상하기 위한 사전왜곡방식을 적용하여 혼변조 성분에 의한 증폭기 출력의 왜곡이 15 dB 감소됨을 확인하였다.

Keywords

References

  1. A. Torre, P. Capece, "COSMO-SkyMed: The advanced SAR instrument", 5th International Conference on Recent Advances in Space Technologies (RAST), pp.865-868, 2011.
  2. Y. Sharay, U. Naftaly, "TECSAR: design considerations and programme status", IEE Proceedings Radar, Sonar and Navigation, vol. 153, issue 2, pp. 117-121, 2006. https://doi.org/10.1049/ip-rsn:20045124
  3. Leonardo Borgareli, Roberto Mizzoni, Francesco Passaretta, and Paolo Valle, "Thales Alenia space imaging SAR satellite solutions", Anais XIV Simposio Brasileiro de Sensoriamento Remoto, Nata, Brasil, pp. 7611-7618, Apr. 2009.
  4. Se-Young Kim, Noh-Hoon Myung, "Wideband linear frequency modulated waveform compensation using system predistortion and phase coefficients extraction method", IEEE Microwave and Wireless Components Letters, vol. 17, issue 11, pp. 808-810, 2007. https://doi.org/10.1109/LMWC.2007.908061
  5. Wen-Qin Wang, Jingye Cai, and Qicong Peng, "Models and signal processing for millimeter-wave LFMCW SAR imaging", IEEE Aerospace Conference, pp. 1-10, 2008.
  6. Philippe Lacomme, Jean-Philippe Hardange, Jean-Claude Marchais, and Eric Normant, "Air and spaceborne radar systems: an introduction", SciTECH, 2001.
  7. Francois Horlin, Andre Bourdoux, Digital Compensation for Analog Front-Ends, Artech House, 2008.
  8. 김세영, 성진봉, 이종환, 이동우, "디지털 첩 발생기에서의 직교 변조 오차에 의한 대역 확장 모듈에서의 스펙트럴 재성장 분석", 한국전자파학회논문지, 21(7), pp. 761-768, 2010년 7월. https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2010.21.7.761
  9. Adel A. M. Saleh," Frequency-indepenent and frequency-dependent nonlinear models of TWT amplifiers", IEEE Transactions on Communications, vol. 29, issue 11, pp. 1715-1720, 1981. https://doi.org/10.1109/TCOM.1981.1094911
  10. 김상우, Nguyen Thanh Hieu, 강병무, 유흥균, "OFDM 통신시스템의 비선형 왜곡 보상을 위한 NLMS 알고리즘 방식의 디지털 적응 전치 왜곡기", 한국전자파학회논문지, 16(4), pp. 389-396, 2005년 4월.
  11. 성진봉, 김세영, 이종환, 전병태, "고해상도 능동 위상 배열 영상 레이더를 위한 고안정 송수신 시스템 개발 및 성능 보정 연구", 한국전자파학회논문지, 21(6), pp. 573-582, 2010년 6월. https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2010.21.6.573
  12. N. Salerno, L. Simone, S. Cocchi, V. Piloni, M. Maffei, and O. Cocciolillo, "Wideband arbitary waveform generator for enhanced spaceborne SAR", Proceesings of the 5th European Radar Conference, pp. 416-419, 2008.
  13. James A. Scheer, James L. Kurtz, Coherent Radar Performance Estimation, Artech House, 1993.
  14. Donal R. Wehner, High-Resolution Radar, Second Edition, Artech House, 1995.
  15. 성진봉, 김세영, 이현익, 전병태, "고해상도 영상 레이더 성능 분석을 위한 모델링 및 시뮬레이션 기법", 한국전자파학회논문지, 24(5), pp. 558-565, 2013년 5월.