宽带雷达信号生成模块制造技术

本实用新型专利技术涉及雷达技术领域，提供一种宽带雷达信号生成模块，包括单路直接数字频率合成器、混频器、数控振荡器以及数模转换器；所述单路直接数字频率合成器接收雷达基带信号的输入，并通过DA转换生成零中频的放大带宽模拟信号；所述混频器的第一输入端与单路直接数字频率合成器的输出端连接，第二输入端与所述数控振荡器连接，用于将放大带宽模拟信号与数控振荡器产生的中频信号进行混频，输出至数模转换器；所述数模转换器对混频后的中频信号进行高速数模转换，输出宽带雷达信号。本实用新型专利技术的基于单路DDS混频的宽带雷达信号生成模块，旨在取消雷达频综器、捷变频芯片的使用，而在单路DDS混频的基础上产生大带宽、快速跳频的雷达信号，便于雷达设备的小型化设计。便于雷达设备的小型化设计。便于雷达设备的小型化设计。

【技术实现步骤摘要】
宽带雷达信号生成模块


[0001]本技术涉及雷达
具体而言涉及一种宽带雷达信号生成模块，用于产生大带宽且快速捷变的雷达信号。

技术介绍

[0002]在雷达系统的发射机中，随着现代雷达技术向宽带、高分辨率和数字化方向发展，大宽带信号的产生技术已成为现代雷达系统中的趋势。现有技术中通常使用FPGA+捷变频模块的组合来构造宽带雷达信号生成电路，如图1所示，基带处理器由FPGA芯片构成，通过SPI总线完成对捷变频芯片的初始化配置，并按要求产生雷达基带信号，通过发射数据端口发送给捷变频模块，捷变频模块例如选用ADI公司的捷变频收发芯片AD9361，涵盖了70M～6G的工作频率范围，信号带宽200KHz～56MHz。在实际应用过程中我们发现，该方式产生的带宽窄，跳频时间长。捷变频模块AD9361的通道带宽小于56M，因此其能产生的线性调频最大瞬时带宽也是56M。AD9361在更新本振频点时，为保证输出信号的杂散泄露等指标，需重新进行射频信号直流偏置校准，故跳频速度较慢，目前跳频时间测量值为200ms；如对信号质量要求不高，可省去校准，跳频时间即为写配置文件的时间，测量可达200us。
[0003]如图2所示为现有技术中常用的多路并行DDS产生雷达宽带信号的电路设计，采用频率综合技术，通过多路并行DDS(直接数字频率合成)合成实现。如图2所示，雷达基带信号及多路DDS均在FPGA内实现，多路DDS输出送到高速DAC(数模转换器)，最终输出宽带雷达信号。但多路DDS的时序控制复杂，产生信号时计算量大。多路DDS需要设置两组初始值，其中一组是相位累加初始值(一次项初始值)，另一组是相位增量累加初始值(二次项初始值)。这两组初始值相当于两个n维的初始向量，每个初始向量都必须按一定规律设置以保证这n路信号合并后相位连续。最后对每路信号进行相位补偿，才能保证n路信号合并后相位连续。n路DDS的一次、二次初始相位，以及补偿相位的计算量将耗费大量FPGA资源由于计算量大，耗费时间长，不利于快速跳频。

技术实现思路

[0004]本技术目的在于提供一种基于单路DDS混频的宽带雷达信号生成模块，旨在取消雷达频综器、捷变频芯片的使用，而在单路DDS混频的基础上产生大带宽，快速跳频的雷达信号，便于雷达设备的小型化设计。
[0005]根据本技术目的的第一方面，提出一种宽带雷达信号生成模块，包括单路直接数字频率合成器、混频器、数控振荡器以及数模转换器；
[0006]所述单路直接数字频率合成器接收雷达基带信号的输入，并通过DA转换生成零中频的放大带宽模拟信号；
[0007]所述混频器的第一输入端与单路直接数字频率合成器的输出端连接，第二输入端与所述数控振荡器连接，用于将放大带宽模拟信号与数控振荡器产生的中频信号进行混频，输出至数模转换器；
[0008]所述数模转换器对混频后的中频信号进行高速数模转换，输出宽带雷达信号。
[0009]由以上技术方案，通过本技术提出的宽带雷达信号生成模块，一方面实现的复杂度低，占用的FPGA资源少，可产生大带宽、快速跳频的雷达信号，另一方面，整个雷达设备不再使用昂贵的频综器件、捷变频芯片，在成本降低的同时，实现雷达设备的小型化。
[0010]应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的技术主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的技术主题的一部分。
[0011]结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本技术教导的前述和其他方面、实施例和特征。本技术的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本技术教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
[0012]附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本技术的各个方面的实施例。
[0013]图1是现有技术中FPGA+捷变频模块生成雷达信号原理框图。
[0014]图2是现有技术中多路并行DDS生成雷达信号原理框图。
[0015]图3是本技术实施例的基于单路DDS混频的宽带雷达信号生成模块的示意图。
[0016]图4是本技术实施例的RF Data Converter IP核(即自带NCO的高速DAC)配置示意图。
具体实施方式
[0017]为了更了解本技术的
技术实现思路
，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
[0018]在本公开中参照附图来描述本技术的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本技术的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本技术所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本技术公开的一些方面可以单独使用，或者与本技术公开的其他方面的任何适当组合来使用。
[0019]结合图3、4所示的实施例的宽带雷达信号生成模块，包括单路直接数字频率合成器、混频器、数控振荡器以及数模转换器。
[0020]结合图3所示，单路直接数字频率合成器DDS接收雷达基带信号的输入，并通过DA转换生成零中频的放大带宽模拟信号。混频器的第一输入端与单路直接数字频率合成器的输出端连接，第二输入端与所述数控振荡器连接，用于将放大带宽模拟信号与数控振荡器产生的中频信号进行混频，输出至数模转换器。
[0021]如图3，数模转换器(高速DAC)对混频后的中频信号进行高速数模转换，输出宽带雷达信号。
[0022]其中，数控振荡器用于产生
‑
10GHz～+10GHz的中频信号，调频范围宽度在20GHz，频率切换时间<0.1us，实现雷达信号快速跳频。
[0023]其中，单路直接数字频率合成器DDS用于根据输入的雷达基带信号，通过内部的DA转换器产生模拟波形，输出带宽500M～1GHz的雷达基带信号。
[0024]其中，混频器可采用商用的射频微波混频器，实现从500MHz
‑
10GMHz的混频，具有小于
‑
10dBm的LO功耗。
[0025]在本技术的实施例中，单路直接数字频率合成器、混频器、数控振荡器与数模转换器可采用独立的器件实现。
[0026]在本技术的实施例中，单路直接数字频率合成器、混频器、数控振荡器与数模转换器集成一体，采用基于UltraScale+RFSoC系列FPGA芯片实现，其中包括两个核，即直接数字频率合成器DDS以及自带数控振荡器NCO的高速数模转换器。
[0027]具体的实施例中，采用Xilinx公司UltraScale+RFSoC系列FPGA芯片实现，其包括两个IP核实现，一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽带雷达信号生成模块，其特征在于，包括单路直接数字频率合成器、混频器、数控振荡器以及数模转换器；所述单路直接数字频率合成器接收雷达基带信号的输入，并通过DA转换生成零中频的放大带宽模拟信号；所述混频器的第一输入端与单路直接数字频率合成器的输出端连接，第二输入端与所述数控振荡器连接，用于将放大带宽模拟信号与数控振荡器产生的中频信号进行混频，输出至数模转换器；所述数模转换器对混频后的中频信号进行高速数模转换，输出宽带雷达信号。2.根据权利要求1所述的宽带雷达信号生成模块，其特征在于，所述数控振荡器用于产生
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10GHz～+10GHz的中频信号，调频范围宽度在20GHz，频率切换时间<0.1us，实现雷达信号快速跳频。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：张勇，王元，
申请(专利权)人：南京全信光电系统有限公司，
类型：新型
国别省市：