布刚刚

宽带信号I/Q采样不平衡校正方法研究

布刚刚

（中国电子科技集团公司第二十研究所，西安 710068）

针对宽带信号模拟正交下变频时产生的I/Q信号不平衡问题，本文提出了一种在数字域对I/Q信号不平衡的校正方法，建立了I/Q信号不平衡的数字模型，分析了I/Q信号不平衡给系统带来的影响，推导了I/Q信号不平衡的校正方法，并对校正结果进行了仿真验证，该方法已在某设备中成功应用。

I/Q信号不平衡；正交变频；校正

0 引言

1 IQ信号不平衡模型及对系统的影响

以正交下变频为例，理想情况下的正交下变频如图1所示。

图1 理想情况下正交下变频架构图

在实际工程中，由于模拟器件链路产生的I/Q信号不完全正交，以其中一路为基准，记I路信号为，Q路信号为。则此时正交下变频如图2所示。

式中，

新的正向频率分量会给系统带来镜像问题[4]，下变频分量随着I/Q不平衡参数变化也给后端处理造成增益变化的问题。为了解决这些问题，下面讨论校正I/Q不平衡的方法。

2 I/Q信号不平衡矫正方法

通过矫正得到式（6）：

由式（5）～式（6）可得：

即可得到：

令：

则有：

从式（10）可知，只要求出和值即可得到校正后的I/Q值。下面讨论如何求和值。由于()和()本身正交，则有：

将式（10）代入式（11）可得：

可得：

则有：

3 计算机仿真

校正前I/Q信号的时域图如图3所示。

校正前I/Q信号的频谱图如图4所示。

图4 校正前I/Q信号频谱图

校正后的I/Q信号时域图如图5所示。

图5 校正后I/Q信号时域图

校正后的I/Q信号频谱图如图6所示。

图6 校正后I/Q信号频谱图

设备中综合后的I/Q校正流程如图7所示。……