[實用新型]一種高頻地波雷達多通道相干頻率合成器

有效

• 申請號: 201320118836.2
• 申請日: 2013-03-15
• 公開（公告）號: CN203133271U
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 萬顯榮;方亮
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G01S7/02
• 分類號: G01S7/02
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魯力

技術領域

本實用新型涉及頻率合成器技術領域，尤其涉及一種高頻地波雷達多通道相干頻率合成器。

背景技術

頻率合成器是高頻地波雷達的重要組成部分，它很大程度上決定了雷達的各種技術參數和探測性能，同時也決定了雷達的任務和用途。當今高性能的雷達頻率源都是通過頻率合成技術實現的，即通過一個或多個高穩定度和高精度的參考頻率源進行運算得到所需的信號頻率。

頻率合成技術最初投入應用的是直接頻率合成(DS)技術，DS具有頻率捷變時間短、近載頻相位噪聲性能好等優點，但是由于大量采用倍頻、分頻、混頻和濾波等環節，結構復雜、體積較大、成本較高，容易產生過多的雜散分量，難以滿足頻譜純度的要求。

間接頻率合成(IS)技術由于使用了鎖相環這種惰性環節，鎖定時間較長，不能滿足頻率捷變的要求，并且如果要實現較高的頻率分辨率需降低相位噪聲指標。

直接數字頻率合成(DDS)技術是一種全數字化的波形發生技術，其頻率分辨率極高、跳頻時間短、頻率穩定度高。目前專用集成DDS芯片頻率可達1GHz，在成本、體積、重量方面明顯優于傳統的波形發生方案，在高頻地波雷達系統中得到了廣泛應用。采用DDS技術的高頻雷達頻率合成器的不足之處是波形調整較難、輸出信號的頻譜雜散分布復雜，DDS的雜散來源及其抑制仍然是當前頻率合成領域研究的熱點課題。

利用數字上變頻原理設計的高頻雷達頻率合成器也有很好的應用前景。由于采用了波形庫和數字混頻，數字上變頻技術產生的波形靈活可變，信號頻率穩定度和分辨率高，能夠實現頻率的捷變，但是仍存在輸出信號雜散的問題。

此外，直接數字波形合成(DDWS)是將以一定采樣率存儲在高速存儲器中的波形數據讀出，經過D/A轉換輸出模擬信號。這種方法原理簡單，結構簡潔，可以產生任意波形信號，有效的改善信號的頻譜純度。不足之處是對存儲器的容量和速度以及D/A轉換器的轉換速度要求較高，在許多應用場合甚至無法實現。在當前微電子技術和專用數字集成芯片技術迅速發展的背景下，這些矛盾正在逐步得到緩解或解決。在高頻段(3~30MHz)雷達系統中，現有的高速DAC器件和高速大容量存儲器已經能夠滿足硬件系統的要求并應用于工程實踐。

并且在多通道多頻雷達系統的工程實現中，我們希望頻率合成器能夠實現多通道信號輸出，不僅通道之間相干性要好，而且能實現多頻信號的合成。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種高頻地波雷達多通道相干頻率合成器，該頻率合成器采用直接數字波形合成技術，能實現多通道信號產生，每個通道的波形可以獨立控制，多個獨立控制的單頻信號加權疊加，可得一路含多種頻率成分的合成信號。

為達到上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種高頻地波雷達多通道相干頻率合成器，其特征在于，包括：包含有多通道高速DAC模塊的波形產生電路；包含有高速SRAM模塊的波形數據緩存電路；包含有ARM芯片和FPGA芯片的主控電路；所述波形產生電路與主控電路和波形數據緩存電路均相連，主控電路與波形數據緩存電路相連。

在上述的一種高頻地波雷達多通道相干頻率合成器，所述波形產生電路包括高速LVDS驅動電路、多通道高速DAC模塊、差分轉單端電路和加法器；高速LVDS驅動電路與多通道高速DAC模塊的數據輸入端口相連，FPGA芯片與多通道高速DAC模塊的配置端口相連，多通道高速DAC模塊的模擬輸出端連接差分轉單端電路輸入端，差分轉單端電路輸出端既連接加法器的輸入端又能夠單獨輸出單頻信號，加法器輸出多頻信號。

在上述的一種高頻地波雷達多通道相干頻率合成器，所述波形數據緩存電路包括四片SRAM模塊，該四片SRAM模塊的地址、數據和控制總線同時與FPGA芯片相連，同時四片SRAM模塊的數據總線同時與高速LVDS驅動電路相連。

在上述的一種高頻地波雷達多通道相干頻率合成器，所述主控電路包括FPGA芯片、ARM芯片和FLASH存儲器；所述ARM芯片的地址、數據和控制總線同時與FPGA芯片相連，且ARM芯片外擴FLASH存儲器；FPGA芯片內部包括SRAM接口模塊和DAC接口模塊。

本實用新型具有以下優點和積極效果：1使用相干性好的多個通道，既能獨立得到單頻信號也能得到含多種頻率成份的多頻信號，非常適用于多通道雷達系統；2將大部分信號處理過程移出硬件，減少了輸出信號雜散產生的來源，有效改善了信號頻譜純度；3能夠產生很高精度和穩定度的任意復雜波形，頻率覆蓋高頻段，且波形調整極為方便靈活；4簡潔的硬件結構保證了系統的穩定性和可靠性，具有通用硬件平臺的特征。

附圖說明

圖1為本實用新型的系統框圖。