X波段便携式情报雷达集成化接收机设计
X波段线性调频连续波雷达发射机的设计与实现
2017年第3期 信息通信2017(总第 171 期） INFORMATION & COMMUNICATIONS(Sum. No 171)X 波段线性调频连续波雷达发射机的设计与实现刘恒，李爽(重庆邮电大学重庆邮电大学移动通信技术重点实验室，重庆400065)摘要:为了满足海洋、内河近距离导航,X 波段线性调频雷达正逐渐得到应用。
文章将DDS (DirectDigitalSynthesis )技术与倍频及混频电路相结合，提出了 X 波段线性调频连续波雷达发射机的设计方案，对关键模块进行实现，并阐述了 PCB (PrintedCircuitBoard )板的设计流程。
实验结果表明该方案很好满足了对X 波段线性调频信号的要求。
关键词:DD S 技术;倍频电路；X 波段;线性调频;连续波雷达中图分类号:TN 957.3文献标识码:A文章编号：1673-1131(2017)03-0186-03Design and implementation of transceiver for continuous-wave radar in X-bandLiu Heng , Li Shuang(Chongqing Key Lab of Mobile Communications Technology , Chongqing University of Posts and Telecommunications , Chongqing ,400065, China )Abstract ： In order to meet the ocean , the river near the navigation , LFM radar is gradually applied in X -baod . Taking joint con - sideration of DDS technology，frequency multiplier circuit，and mixer circuit，a X-band continuous-wave radar transmitter with linear frequency modulation is designed . Specifically , the key circuit is realized , and the design of PCB board is explicitly . The experimental results show that the proposed scheme can generate required the X - band chirp signal .Key words ： DDS technology ; frequency multiplier circuit ;X-band ; linear frequency modulation ; continuous wave radar〇引言连续波雷达是一种以连续波信号来获取目标距离或速度 信息的雷达体制。
X波段双路接收机的研制的开题报告
X波段双路接收机的研制的开题报告一、研究背景：X波段是指频率在8.0 GHz至12.0 GHz之间的无线电频谱范围。
X 波段在军事、通信、航空航天等领域都具有重要应用。
在这些领域中，双路接收机是一种重要的无线电接收设备，可用于实现双路信号的同时接收解调。
二、研究目的：本研究旨在设计一种基于X波段的双路接收机，满足高灵敏度、高分辨率、高速率的要求，并能够实现相干解调和同步检测等功能。
三、研究内容：1.针对X波段频谱范围和应用特点，确定接收机整体设计模式和指标要求。
2.设计双路接收机的基本电路，包括低噪声放大器、混频器、IF放大器、局部振荡器等。
3.针对双路接收机的相干解调和同步检测功能，设计数字信号处理模块，提高信号处理效果。
4. 接收机整体测试和性能调试。
四、研究意义：本研究的成果将可以应用于通信、军事、航空航天、雷达等领域，有着重要的现实意义。
五、研究方法：1.文献调研：综合查阅和分析有关X波段双路接收机的研究成果，了解最新的技术和发展趋势。
2.理论分析：基于研究目的和内容，探讨设计原理、计算公式和实验方法。
3.软件仿真：采用MATLAB等软件进行电路仿真和数字信号处理，验证设计方案的可行性和正确性。
4.实验测试：搭建实验平台进行性能测试和调试，得到最终的成果。
六、研究进度及计划：1.进行前期文献调研和基础理论学习，明确目标要求及设计要点，预计2周时间。
2.基于理论指导，进行电路设计与仿真，包括地频、中频、局部振荡器以及相干解调的数字信号处理，预计4周时间。
3.搭建X波段双路接收机实验平台，进行性能测试和调试，预计3周时间。
四.撰写论文。
预计2周时间。
七、拟采用的技术路线：本研究采用传统的射频前端和中频部分电路设计，以及数字信号处理技术，实现X波段双路接收机的设计。
具体电路组成和参数根据实验数据不断调整，最终得到性能良好的设计方案。
八、预期研究成果：设计一个X波段双路接收机，该接收机能够实现高灵敏度、高分辨率、高速率的要求，并能实现相干解调和同步检测等功能。
X波段宽带雷达发射机的设计
ｌ Ｘ 波段 宽 带雷达 发射 机 的概述
雷达是利用物体发射 电磁波 的特 点来发现探测 目标 ，并 确 定 目标 的距离 、 方位、 高度 以及速度等参数 。在雷达运行过 程 中， 当雷达 发现 目标后会发射无线 电信 号， 而这种无线 电信 号 的发射是 由发射机来完成 的，雷达发射机为雷达提供一个 早搏受 到调制 的大功率射频信号 ，经馈线和收发开关 由天线 辐射 出去 。在 Ｖ波段宽带雷达发射机 中， ｘ波段 宽带雷达是
了将信号完整地传 输到接收端，调制器必须完整地将信号还 原成原始信息 。在信号处理模块 中，声 电转换 的关键元件就
是振动膜 ， 当膜片接 收到信号时， 就会 引起 电场发生变化， 利
扰能力 ， 在 雷达工作 时， 有时需要它在几个频率上 同时工作 。
ｘ波段 宽带雷达发射和接受 一个很窄的波束， 绝大部分 的能量
都集中在主波束里 ， 每 一束波 都包含 一系列的电磁脉冲信 号。 在 ｘ波 段宽带雷达 发射机 中， Ｘ 波段 雷达代表 的是发射 的电磁 波频率范围 。在非相控阵单雷达条件下 ，高频 的波段具有精 确度高、 定位更准确 的特点 ， 而低频波段 的作用范 围远 ， 发现 目标的距离大 。正是 由于这一特点 ， ｘ波 段宽带雷达 一般作 为短距离的火控雷达 。
确保每一项参数都达标， 进而提高发射机 的可靠性 。
２ ： ３ 电源 、 电路设计 电源在 ｘ波段 宽带雷达 发射机运行过程 中有着决定性的
作用 。 首先， Ｘ 波 段 宽 带 雷达 发射 机 通 过 的 电压 、 电 流 非 常大 ，
大现实 意义 。ｘ波段 宽带雷达发射机作为一种重要 的检测设
一
在 同一块 电路板中才能起到更好 的调制作用 。而功放 电路的 组成部分需要单独放在 一块 电路板 中。电源负责雷达统中的 电压的供应，而模拟 部分主要是对雷达系统 中的发射信号进 行滤波处理。当雷达探测好信 号时， 信号发送 端发 出信 号， 为
X波段数字阵列雷达的数字收发模块研制
－88． 5
－101． 5
表 2 模拟 T /R 组件接收通道指标
接收通道增 接收机噪声
益 / dB
系数 / dB
60． 5
3． 5
3 dB 带 宽 / MHz
14． 5
收发通道隔 离度 / dB －98
数字 T / R 模块的中频信号采样、产生和光纤 传输等功能均采用基于 FPGA 的中频软件无线电 架构实 现。软 件 无 线 电 电 路 集 成 10 通 道 高 速 ADC / DAC，以 Xilinx 公司 V5 系列 FPGA 作为核 心处理器。FPGA 丰富的逻辑和时序资源可灵活 地通过软件编程实现数字下变 频 （ Digital downconverter，DDC） 、直接数字频率合成（ Direct digital frequency synthesizer，DDS） 、任意编码波形产生、 基带数据预处理和数据流驱动的光纤传输等功 能。光纤接口数据率高达双向 3． 125 Gbps，DDR2 基带数据缓存接口带宽高达 2 Gbyte / s。电路的 结构框图如图 4 所示。
Abstract： In order to improve the integration level and maintainability of digital transceivers used in X-band digital array radar （ DAR） ，modularization and integration design concepts are adopted to develop one 10-channel digital T / R module in this paper． The module can be directly plugged into the micro-strip array antenna and connected to the subsequent signal processor only through a highspeed bidirectional fiber-optic． It is suitable for system integration and expansion． In this module， software defined radio （ SDR ） functions are realized in field programmable gate array （ FPGA ） ， including binary phase coded waveform generation with arbitrary code length and code type，digital transmission beam-forming，digital quadrature modulation and demodulation，digital down-converting， base-band data pre-processing，etc． Experimental results verify all SDR functions of the module and show that the module can simultaneously form multiply receive beams with extremely low side-lobes
X波段便携式战场侦察雷达收发系统低功耗设计
ｄ ｒｉ ｎ ｈ ｗ ｏ ｒ ｄ ｃ ｏ ｒｃ ｎｓ ｍｐ ｉｎ，ｓｚ ｎ ｉｈｔｉ ｒ ｃ ｎ ｉｉｎ ｏ ｅ ｉ ｇ ｒ ｑ ｉｅ ｎ ｆｔ ｅ ｓ ｓｅ ａ ｓ ｏ ｏ ｔ ｅ ｕ ｅ ｐ ｗｅ ｏ ｕ ｔｏ ｉｅ ａ ｄ ｗｅｇ ｎ ｐ ｅ ｏ ｄ ｔ ｆｍｅ ｔｎ ｅ ｕ ｒ ｍｅ ｔｏ ｈ ｙ ｔｍ ｏ ｓ ｅ ｉ ｃ ｔ ｎ ． Ａ ｅ ｈ ｉ ｕ ｎ ｄ ｓｇ ｉ ｇ ａｌ ｗ ｏ ｒｃ ｎ ｕ ｔｏ ｒ ｎ ｃ ｉｅ ｙ ｔｍ ｆｔ ｅ ｐ ｒａ ｌ ａｔｅ ｅｄ ｓ ｒ ｐ ｃｆ ａ ｉ ｓ ｉ ｏ ｔ ｃ ｎ ｑ ｅ ｏ ｅ ｉ ｎ ｎ ｏ ｐ ｗｅ ｏ ｓ ｍｐ ｉ ｎ ｔａ ｓ ｅ ｖ ｒｓ ｓｅ ｏ ｏ ｔ ｂ ｅ ｂ ｔｌｆ ｌ ｕ ・ ｈ ｉ ｖ ｉ ａ ｃ ａ ａ ｉ ａ ｄ ｅ ｓ ｄ ｎ ｈｉ ｐａ ｅ ． Ｔ ｔ ｓｅ ｐ ｗｅ ｃ ｎ ｕｍｐ ｉｎ ｆ ｈ ｔａ ｃ ｉｅ ｓ ｓｅ ｅｌ ｎ ｅ ｒ ｄ ｒ ｓ ｄ ｒ ｓ ｅ ｉ ｔ ｓ ｌ ｐｒ ｈｅ ｅ ｔ ｄ ｏ ｒ ｏ ｓ ｔｏ ｏ ｔ ｅ ｒｎｓ ｅｖ ｒ ｙ ｔ ｍ ｉ ｌ ｓ ｓ ｅｓ
便携式雷达终端的设计与实现的开题报告
便携式雷达终端的设计与实现的开题报告一、选题背景雷达技术广泛应用于军事、民用等领域，在现代战争、气象预测、海事、空中交通管制、目标跟踪等领域具有重要意义。
随着计算机科学技术的迅速发展和普及，便携式雷达终端逐渐受到关注，成为雷达技术发展的重要方向。
目前市场上便携式雷达终端的性能和功能已得到大幅提升，但同时价格也相应增加，普及率有待提高。
针对这一问题，本项目拟针对便携式雷达终端的设计及实现，通过对其硬件与软件的改良和优化，降低其成本，提高性能，实现更广泛的应用。
二、项目目标本项目旨在设计并实现一款具备良好立体感观效果、数据处理效率高、价格负担较小的便携式雷达终端。
具体目标如下：1.硬件实现：设计一个轻巧、易携带、低功耗的硬件平台。
2.数据处理：设计一套高效的数据处理方案，能够快速处理高密度数据，并实现良好的可视化效果。
3.用户界面：通过人机交互技术设计一种简洁易用的用户界面，方便用户操作和数据查看。
三、预期创新点1.采用先进的硬件设计，兼顾性能和价格；2.通过优化算法和数据处理方法，提升数据处理效率和图像质量；3.采用人机交互技术与用户需求相结合的设计方法，实现更好的用户体验。
四、项目实施方案本项目预计采用如下实施方案：1.硬件平台设计：采用ARM处理器、高速存储芯片，设计一款低功耗的硬件平台。
2.雷达数据采集：采用合适的雷达模块，读取雷达输出的数据，并将其传输到下一步处理模块。
3.雷达数据预处理：对雷达数据进行预处理，包括去噪、滤波、目标检测等处理。
4.数据处理：采用合适的算法和数据处理方法，对雷达数据进行处理，得到包括距离/速度、方向、高度等信息。
5.可视化显示：通过图像处理和人机交互技术，实现雷达数据的可视化显示和用户操作。
采用 3D 显示技术，实现良好的立体感观。
六、预期成果1.硬件平台：实现一款轻量、易携带、低功耗的硬件平台。
2.数据处理：实现高效的数据处理算法和图像处理算法，并在可视化界面上得到体现。
便携式LPI战场侦察雷达收发系统的微型化设计
摘
要
便 携 式 战 场 侦 察 雷 达 具 有 小 功 率 、 截 获 、 灵 敏 度 、 构 灵 巧 、 拆 迅 速 、 置 低 高 结 架 配
人 员少等特 点 ， 不仅 适 用 于 战 场 前 沿 ， 适 用 于 和 平 时 期 的 很 多 场 合 ， 此 越 来 越 被 人 们 也 因
关 注 。 收 发 系统 作 为 便 携 式 战 场 侦 察 雷 达 的 重 要 组 成 部 分 ， 功 耗 、 积 、 量 均 为 工 程 其 体 重 设 计 的 重 点 。 文 章 论 述 了收 发 系统 集 成 模 块 化 及 微 型 化 的 设 计 方 法 。该 收 发 系统 按 集 成
ｌ ｅ ｈ ｔａｓ ｎ ｍａ ｙ ｐ ａ ｅｉ ａ ｅ Ｐｏ ｒｃ ｎ ｕ ｔｏ ｖ ｌｍｅ ａ ｄ ｗｅｇ ｔｏ ｅ ｔａ ｓ ｅｖ ｒｓ ｓ ｉ ｕ ｌｏ ｉ ｎ ｅ ｃ ｔ ｎ ｍｅ ｃ ｓ ｓ． ｗｅ ｏ ｓ ｍｐ ｉｎ， ｏｕ ｎ ｉｈ ｆｔ ｒｎ ｃ ｉｅ ｙ — ｈ ｔｍ ｆｐ ｒａ ｌ ａｔｅｉｌ ｅ ｏ ｎ ｉｓ ｎ ｅ ｒｄ ｒ ａｅ ｉ ｏ ｔｎ ｏ ｔ ｅｉｎ． ｅ ｍｏ ｕ ｅ ｉｔｇ ａｉｎ ｅ ｏ ｏｔｂ ｅ ｂ ｔｌｆ ｄ ｒ ｃ ｎ ａｓ ａ ｃ ａ ａ ｒ ｍｐ ｒａ ｔｔ ｉ ｄ ｓｇ Ｔｈ ｄ ｌ—ｎ ｅ ｒｔｏ ｅ ｓ
便 携式 战场 侦 察 雷 达 由于 在 野外 环境 工 作 ，
故 系 统 采 用 蓄 电池 供 电 。而 收 发 系 统 作 为 便 携 式 战 场 侦 察 雷 达 的 重 要 组 成 部 分 ， 设 计 难 点 主 要 其
测 的主要 目标 为 人 、 、 船 、 空 飞行 物 等 。轻 车 舰 低
Ａｂ ｔａ ｔ Ｐ ｒａ ｌ ａｔｅ ｅｄ ｒ ｃ ｎ ａｓａ ｃ ａ ａ ａ ｈ ｒｃｅ ｉｔｃ ｆＬ Ｉ ｇ ｏ ｅ ｓｔｖｔ ｌＷ ｓｒ ｃ ： ｏｔｂ ｅ ｂ ｔ ｆ ｌ ｅ ｏ ｎ ｉｓｎ ｅ ｒｄ ｒｈ ｓ ｃ ａａ ｔｒ ｉｓ ｏ Ｐ ， ｏ ｄ ｓ ｎ ｉｉｉ ｌｉ ｓ ｙ， Ｏ
x波段雷达实施方案
x波段雷达实施方案一、引言。
x波段雷达是一种应用广泛的雷达系统，其在军事、民用航空、气象等领域都有着重要作用。
本文将针对x波段雷达的实施方案进行详细介绍，包括技术原理、应用范围、实施步骤等内容，希望能为相关领域的专业人士提供一些参考和帮助。
二、技术原理。
x波段雷达是一种利用x波段电磁波进行探测和测距的雷达系统。
其工作原理是通过发射x波段电磁波并接收目标反射回来的信号，通过信号处理和分析来实现目标的探测和测距。
x波段雷达具有较高的分辨率和抗干扰能力，适用于复杂环境下的目标探测和跟踪。
三、应用范围。
x波段雷达在军事、民用航空、气象等领域都有着广泛的应用。
在军事领域，x 波段雷达可以用于目标探测、导航、火力指挥等任务；在民用航空领域，x波段雷达可以用于航空交通管制、天气监测等任务；在气象领域，x波段雷达可以用于气象探测、灾害预警等任务。
可以说，x波段雷达在现代社会的各个领域都发挥着重要作用。
四、实施方案。
1. 系统设计，根据实际需求和环境特点，设计x波段雷达系统的整体架构和参数配置，包括天线、发射接收模块、信号处理模块等。
2. 设备选型，根据系统设计的要求，选用符合性能指标的x波段雷达设备，确保系统的稳定性和可靠性。
3. 安装调试，按照设计要求，对x波段雷达系统进行安装和调试，包括天线架设、设备连接、信号校准等工作。
4. 系统集成，将各个部分的x波段雷达设备进行整合和联调，确保系统的各个部分能够协同工作。
5. 现场测试，对安装调试好的x波段雷达系统进行现场测试，验证系统的性能和稳定性。
6. 系统运行，将通过测试的x波段雷达系统投入运行，实现目标探测、测距等功能。
五、总结。
本文对x波段雷达的实施方案进行了详细介绍，从技术原理到应用范围再到实施步骤，都进行了全面的阐述。
希望本文能够为相关领域的专业人士提供一些参考和帮助，推动x波段雷达技术的进一步发展和应用。
同时，也希望读者在实际应用中能够根据具体情况进行灵活运用，实现最佳的效果和性能。
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X波段便携式情报雷达集成化接收机设计∗刘秉策;柴文乾;代传堂;王磊【摘要】Portable battlefield surveillance radar has been widely used in many countries for moving tar-get detection at battlefield,frontier and some important areas,because it is characterized by flexibility,por-tability,high reliability,and stability.On the premise of guaranteeing system performance,more attentions must be paid tovolume,weight,integration,and power consumption to meet its special battlefield require-ments.As one of the most important components in portable battlefield surveillance radar,the receiver dom-inates the whole radar performance.So it must be designed in detail.A design solution for the integrated re-ceiver of an X-band portable battlefield surveillance radar is presented in this paper,also a detailed system de-sign method and detailed realization are descripted.%便携式情报侦察雷达具有灵活便携、架设迅速、高可靠和高稳定等特点，已被世界各国广泛应用于战场侦察、边境和敏感区域监视等任务中。
其主要用途是对指定地区的活动目标进行感知探测。
针对便携式侦察雷达轻小型化发展趋势的要求，具体设计时要在保证系统指标的前提下，着重对其体积、重量、集成度和功耗等优化设计。
接收机作为便携式情报侦察雷达的核心部件，其体积、重量、集成度和功耗直接决定了整个便携式情报侦察雷达的整体性能指标，因此是便携式情报侦察雷达设计的重点。
基于上述思想，设计实现了一种 X波段便携式情报雷达接收机集成化设计方案，阐明系统设计思路和具体电路实现，并给出了设计实例和测试指标。
【期刊名称】《雷达科学与技术》【年(卷),期】2016(014)002【总页数】5页(P206-209,214)【关键词】X波段;便携式情报雷达;接收机;集成化;小型化;低功耗【作者】刘秉策;柴文乾;代传堂;王磊【作者单位】中国电子科技集团公司第三十八研究所，安徽合肥 230088;中国电子科技集团公司第三十八研究所，安徽合肥 230088;中国电子科技集团公司第三十八研究所，安徽合肥 230088;中国电子科技集团公司第三十八研究所，安徽合肥 230088【正文语种】中文【中图分类】TN957.50 引言便携式战场侦察雷达已被世界各国广泛应用于战场情报侦察、边境和敏感区域监视等任务中,其主要用途是对指定地区的活动目标进行探测,具有小型化、质量轻、安全可靠、性能稳定、携带方便、使用快捷等特点。
国外于20世纪40年代开始研究地面战场便携侦察雷达,美国、俄罗斯、以色列等国家都先后成功研制了先进的型号产品,如美国的AN/PPS系列、法国的RB12B雷达,以及英国的MSTAR系列雷达,在近些年的局部战争中都得到了很好的验证。
近年来,各国在对原设备进行轻小型化的同时,利用快速发展的雷达技术,不断提高雷达的性能。
我国地面战场侦察雷达研究起步较晚,整体性能和国外相比还有一定的差距[1-2]。
作为便携式战场侦察雷达基本单元——接收机,它的体积、重量、技术指标等决定了战术指标的高低。
如何在有限的载荷、空间、功耗的条件下工程实现高集成化、低功耗、低重量、小体积的接收机是便携式战场侦察雷达的核心技术 [3]。
本文从系统设计和具体实现两个方面介绍一种应用于X波段便携情报雷达的小型化接收机集成设计,该接收机集成了两路模拟下变频通道、一路模拟上变频通道、频综电路(双本振)和校正开关组件。
为适应集成化设计、小型化设计、强电磁兼容性设计,通过多层微带设计技术实现了频率源、收发通道及波形产生的集成化和用模块化设计。
在满足系统指标的前提下,具有集成度高、功耗低、体积小的特点,能够很好地适应便携式情报侦察雷达小型化、集成化发展的需求。
1 系统组成及原理系统原理框图如图1所示,T/R组件通过网络形成和差波束,再通过两路下变频通道完成信号的接收,另外一路上变频通道把DDS产生的波形信号通过两次变频后馈入合成功分网络,形成发射激励信号。
考虑到系统要求体积小、重量轻,设计时将频率合成器、波形产生、发射激励、接收通道和校正开关集成设计。
图1 系统组成示意图2 系统设计与实现2.1 接收通道的设计接收通道电路由低噪声放大器、微波滤波器、微波混频器、中频滤波器、中频放大器等部分组成。
为了提高系统集成度,有源器件和混频器均采用了单片微波集成电路(MMIC)表贴模块。
滤波器设计时考虑使用一体化介质滤波器,以减小其体积及重量。
系统的噪声系数为3.5 dB,信号带宽为20 MHz,系统总动态为80 dB,瞬时动态为50 dB,A/D最大输入电平为10 dBm,计算系统的极限灵敏度[4-5]:式中,BW为回波信号带宽,NF为系统噪声系数,得到的极限灵敏度为-97 dBm。
系统的噪声系数主要取决于前级T/R组件,考虑到T/R组件的增益约为28 dB,噪声系数为2 dB,合成网络插损为6 dB,设计时合理安排每级放大器增益和P-1,保证接收通道的瞬时动态50 d B,使用STC控制30 dB,这样可满足系统瞬时动态50 dB、总动态80 dB的要求。
接收通道增益分配框图如图2所示。
根据噪声系数计算公式(2)[6]:计算可得接收通道的噪声系数约为7 dB,考虑到前级T/R组件的增益和噪声系数,接收通道7 dB的噪声系数对系统噪声系数影响较小,可以满足系统对噪声系数的要求。
图2 接收通道噪声系数和增益分配图2.2 频综电路设计频率合成器的合成方式主要有直接频率合成、间接频率合成(PLL)、直接数字合成(DDS)。
如采用直接频率合成方式来产生一本振,不能满足系统对重量体积的要求,采用直接数字合成(DDS)不能满足X波段频率要求,因此采用锁相合成的方式来产生一本振,用直接合成的方式来产生二本振及相关时钟。
雷达采用脉冲体制,频率合成器采用双路锁相“乒乓”模式以适应近距离采用补盲窄脉冲对频率合成高速变频时间的要求,具体实现如图3所示。
图3 频综电路原理图采用80 MHz的晶体振荡器作为参考信号,晶振功分一路作为A/D的采样时钟,将晶振三倍频后产生240 MHz的DDS时钟,晶振二分频作为全机基准时钟和波形时序时钟,同时一路80 MHz的信号通过锁相倍频直接产生二本振信号,一路80 MHz 信号作为鉴相器的参考信号,通过锁相倍频产生频率步进40 MHz的一本振,采用锁相合成方法、鉴相频率40 MHz、HITTITE锁相环HMC767LP6CE,该锁相环集成了VCO,采用整数分频,在X波段输出的相位噪声接近-100 dBc/Hz@1 k Hz,可满足系统的要求。
2.3 波形产生电路波形产生电路可直接在中频载波产生线性调频、非线性调频、相位编码等波形,选用的核心器件为AD公司的DDS芯片AD9854。
DDS产生波形的基本原理是:向DDS输入起始频率控制字K、增量频率字ΔK(调频斜率),在系统时钟fc作用下,每时钟周期频率累加器完成一次ΔK频率累加,相位累加器则根据频率累加器输出完成一次相位累加。
取N位相位累加器输出的高A位去寻址查正弦函数表,将相位信息转化为幅度信息,然后经D/A变换、低通滤波就可得到需要的波形。
由于DDS 输出信号的频率是根据其频率控制字来变化的,只要使频率控制字K按照调制信号的规律进行改变就可实现所需要的调频信号。
图4给出了基于DDS的波形产生的原理框图[7]。
图4 基于DDS的波形产生的原理图其工作过程如下:DDS逻辑控制电路在输入二位波形代码和导前的作用下,向DDS 输入起始频率控制字、频率增量控制字,DDS芯片根据输入的控制字产生模拟输出波形,该波形经带通滤波放大后输出。
2.4 上变频通道的设计上变频通道的功能是将波形产生的中频信号经过两次变频产生X波段的激励信号通过功分网络馈入前端T/R组件,电路原理框图如图5所示。
图5 上变频通道的原理图首先将DDS产生波形与二本振上变频产生一中频信号,再将一中频信号与二本振信号混频产生射频激励信号,设计时要考虑到一本振与二本振之间的隔离,避免一本振和二本振产生交调,通过合理的设计,激励信号杂波抑制度可做到大于60 dB。
为了减少功耗,对末级激励功放设计了调制电路。
由于系统对体积和集成度的限制,本方案没有采用传统的功放调制电路,设计使用了一个简单的电路,如图6所示,IN端(电源输入)接稳压器的输出端,OUT端(电源输出)接激励放大器的漏极。
Q1和Q2是一对M OSFET场效应管,一个是N沟道,另一个是P沟道。
当Q2的栅极加逻辑“1”时,Q2导通,Q1的栅极接地,Q1导通;当Q2的栅极加逻辑“0”时,Q2截止,Q1栅极通过R1电阻拉至IN端的输入电压,Q1截止;当Q1和Q2都导通时,对地漏电流由R1和R2决定。
通常选择R1＞10R2,保证Q2导通。
通过调整R1的值,可以改善上升下降沿时间,通常R1取在kΩ量级。
上升下降沿速度约在300 ns,可以满足系统使用需要。
Q1和Q2为SOT表贴封装的集成电路,整个电路面积不足8 mm×5 mm。
图6 激励调制电源原理图3 集成化设计采用常规的设计方法将下变频、频率合成器、上变频、波形产生作为分离组件再使用射频电缆互连的形式构成接收机已经无法满足便携式情报雷达对集成化的要求。
根据便携式情报雷达的设计要求和特点,结构设计采用轻型铝质材料进行一体化设计,并采用小型接插件。
接收机盒体采用对扣设计,将两路变频通道、一路激励通道与频综电路集成在一块多层复合微带板上,所有控制线和电源线置于多层微带板内层中。
滤波器采用插针式结构,通过正面螺钉直接固定在微带板背面,节省了微带板空间。
微带板通过螺钉倒扣栓接于一体成型的上盒体隔筋上,电路单元与单元之间通过盒体隔筋隔离,改善电磁兼容和抗干扰能力的同时提高了接收机集成度;各单元电路间采用隔腔分开,并加强电源滤波。