综合孔径干涉辐射计中模数转换信噪比约束分析方法

发布时间：2021-12-18 09:40

　　针对综合孔径微波干涉辐射计中ADC的信噪比（SNR）会导致系统SNR下降的现象,提出了使用长统计时间间隔误差抖动来评估时钟抖动的方法。该方法论证了输入和量化电平大于6.54 b的量化噪声对可视度不确定度的影响可以忽略不计,采样时钟抖动是造成SNR抖动的主要因素,给出满足最差情况下的41.88 dB的SNR和6.67 b的有效位数（ENOB）的约束需求。试验测量给出了时钟和采样抖动、总体ADC SNR和可视度不确定度的实测结果,发现实现的ADC SNR比SAIR测量SNR提高13.92 dB,比计算SNR提高1.84 dB。 

【文章来源】：探测与控制学报. 2020,42(05)北大核心CSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

SAIR辐射计每通道接收机电气原理框图

考虑到每通道基带信号均需要进行量化后才能进行数字相关运算,量化结构是连接模拟二次变频超外差接收机和数字处理机系统的纽带,其功能原理框图如图2所示。经过中频I/Q解调得到的基带信号必须经过数字量化才能进行数字相关运算、可视度校正和亮温图像反演。在此首先基于条纹洗涤幅度误差理论对数字参考时钟设计约束条件进行分析,随后给出高阶和低阶量化的典型结构,形成具有不同基线的二元干涉仪。SAIR成像系统利用稀疏天线阵列和复相关接收技术,将天线阵列中单元天线两两组合,形成具有不同基线的二元干涉仪,测量目标场景的空间频域信息-可视度函数[9],如图1所示。接收信号通过IQ解调后为中频信号,表达式为:

式(19)中:SQNRGauss即为式(16)定义的在窄带高斯噪声的高阶量化SNR。目前典型SAIR系统的ΔTmin=1 K ,而在自然场景下,其他噪声温度可以分别假设为:TA=300 K,TR=500 K,TQ=0.5 K,由此TQ比TA+TR低32.04 dB,满足31.51 dB的可视度测量SNR阈值要求。不同的采样位数下量化噪声TQ占系统噪声TA+TR的比重如图3所示,由仿真结果可知,为满足最高限值为-32.04 dB的可视度测量SNR阈值,量化位数最低值为6.54 b。因此,在ENOB高于6.54 b的ADC采样情况下,量化噪声对可视度不确定度的恶化可以忽略不计。2.2 高阶ADC量化孔径抖动噪声对可视度测量的影响分析

【参考文献】：
期刊论文
[1]G矩阵修正法在一维综合孔径微波辐射计成像中的应用[J]. 张爱丽,刘浩,武林,牛立杰,张成,陈雪,吴季.  电子与信息学报. 2019(11)
[2]基于双模型的综合孔径辐射计成像反演方法[J]. 陈建飞,朱莉,李跃华.  微波学报. 2019(01)

硕士论文
[1]数字采样综合孔径微波辐射计ADC误差分析[D]. 曹情涛.华中科技大学 2011



本文编号：3542128