研究目的
利用人工片上目标和数字信号处理技术,从线性调频连续波(FMCW)信号中估算相位噪声(PN),从而实现FMCW雷达收发器工作过程中的连续相位噪声估算。
研究成果
该论文提出了两种利用人工光学相干断层扫描技术(OCT)实现调频连续波(FMCW)雷达收发器中相位噪声(PN)估计的新方法。电磁传输法(EMT)和电磁场法(EMF)可在正常运行期间进行PN估计,其中EMT展现出优异的估计性能,而EMF具有更低的计算复杂度。通过仿真和实测验证了这两种方法,证明其适用于不同带宽并具备芯片级实现的潜力。
研究不足
估计精度受硬件缺陷影响,尤其在偏移频率较小时更为明显。这些方法受限于测量设备的噪声基底以及电磁场法中采用的近似处理。为提高低频分辨率而降低采样频率会减小测量范围。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用两种方法通过人工片上目标(OCT)和数字信号处理对FMCW信号进行相位噪声(PN)估计。第一种方法(EMT)在时域提取去相关相位噪声(DPN),第二种方法(EMF)则在频域进行整体估计。
2:样本选择与数据来源:
模拟与实测中均通过模数转换器(ADC)对OCT中频信号采样。参考PN功率谱密度(PSD)通过频谱仪测量11.8、11.9和12.0 GHz载波频率的连续波(CW)信号获得。
3:9和0 GHz载波频率的连续波(CW)信号获得。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:硬件配置包括用于生成FMCW信号的ADI EV-ADF4159EB1Z评估板、功率放大器(PA)、无源混频器、同轴电缆建模的OCT以及用于中频信号采样的示波器。
4:实验流程与操作步骤:
采用EMT或EMF方法处理OCT中频信号以提取/估计PN PSD,PSD估计使用特定FFT长度和重叠率的Welch方法实现。
5:数据分析方法:
通过推导公式将DPN或OCT中频信号的PSD转换为所需PN PSD,并对比两种方法的计算复杂度与性能表现。
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EV-ADF4159EB1Z
ADF4159
Analog Devices
Generation of the FMCW signal
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Power Amplifier
Amplification of the VCO output signal
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Passive Mixer
Mixing the amplified VCO output signal with the OCT output signal
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Coaxial Cable
Modeling the OCT
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Scope
Sampling the IF signal
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Spectrum Analyzer
Measurement of the reference PN PSD
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