基于DDS的雷达任意波形信号源的研究
摘 要: 现代雷达信号波形产生主要采取直接数字频率合成技术( DDS), 运用直接数字频率合成产生任意复杂波形的技术日益受到重视。本文介绍了DDS的关键技术, DDS芯片的使用和运用FPGA 产生复杂波形的原理。设计并实现了一种由AD公司生产的直接数字频率合成芯片和FPGA 共同实现的双DDS任意波形信号源系统。该系统具有频率分辨率高、频率切换速度快、可输出多种复杂波形、可视化界面、波形可编程等特点。
关键词：DDS，雷达信号
1 引 言
雷达是对远距离目标进行无线电探测、定位、测轨和识别的电子设备, 无论军用还是民用, 都占据重要的位置[ 1] 。雷达的信号形式对目标参数的检测、估计精度、目标识别能力和抗干扰性能等都有着深刻的影响, 是雷达总体设计中的重要内容之一。现代雷达面临着综合性电子干扰、反辐射导弹、低空和超低空突防以及目标隐身技术等四大威胁, 这就要求雷达发射有不同带宽频率、波形参数捷变和自适应跳频的能力。因此对雷达信号源提出了越来越高的要求, 要求它具有宽频带、高稳定、快速跳变和输出任意波形的能力。直接数字频率合成DDS是一种新的频率合成方法。全数字化的DDS 技术由于具有频率分辨率高、频率切换速度快、相位噪声低和频率稳定度高等优点而成为现代频率合成技术中的佼佼者。所以基于DDS的宽带、超宽带、高稳定、多形式雷达信号对提高现有雷达的性能以及研制新一代高性能雷达都具有非常重要的意义, 这项技术不仅增强雷达的抗干扰能力, 而且由于其相对带宽和绝对带宽都比较宽, 在雷达成像、目标识别、雷达低仰角跟踪等方面都有重要的应用, 是新一代雷达的关键技术之一。国际上对雷达信号源的研究做得比较全面, 多采用软硬件相结合的设计方式, 使系统有很大的灵活性[ 2] ; 设计上采用微处理器技术提高了系统性能;采用工业标准的总线结构以及模块化设计使系统具有良好的通用性、兼容性以及可扩充性。
2 DDS原理
2.1 DDS的基本结构和性能分析
DDS的原理框图如图1所示， 它包括相位累加器、波形存储器、数模转换器、低通滤波器和参考时钟五部分。在参考时钟的控制下, 相位累加器对频率控制字K 进行累加, 得到的相位码< ( n)对波形存储器寻址, 使之输出相应的幅度码, 经过数模转换器得到相应的阶梯波, 最后经低通滤波器得到连续变化的所需频率的波形。
……
4 结 论
本文对DDS关键技术进行了分析, 从实际与理论两方面, 对由DDS专用芯片和FPGA 共同组成的双路雷达任意波形信号源进行了研究。本信号源两路既可分别作为雷达接收系统的本振信号和目标回波信号, 其中一路又可以作为另一路的外接调制源,使用灵活方便。是实现宽带、超宽带雷达信号, 获得低噪声、低杂散、高纯频谱和高捷变频率任意雷达波形的一种十分有效的技术途径。
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