[發(fā)明專利]一種地面和星載通用的超寬帶雷達(dá)信號發(fā)生裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610996221.8
• 申請日: 2016-11-11
• 公開（公告）號: CN106772264B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李培;周興云;楊振;陸文斌;姚崇斌;嵇瑋瑋;肖輝
• 申請（專利權(quán)）人: 上海航天測控通信研究所
• 主分類號: G01S7/282
• 分類號: G01S7/282
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

1.一種地面和星載通用的超寬帶雷達(dá)信號發(fā)生裝置，與上位機(jī)連接，其特征在于，包括總線控制通信模塊、寬帶波形發(fā)生模塊和模擬校正信號產(chǎn)生模塊，

所述總線控制通信模塊，基于FlexRay總線，實時接收所述上位機(jī)發(fā)出的控制指令，并產(chǎn)生相應(yīng)的波形控制信號；

所述寬帶波形發(fā)生模塊，包括相互連接的FPGA子模塊和DAC，所述FPGA子模塊包括FPGA，其接收所述波形控制信號，并根據(jù)外部時鐘信號和DAC反饋的時鐘信號，利用FPGA資源單獨(dú)構(gòu)造相位累加器和SIN/COS查找表，產(chǎn)生多路并行數(shù)字信號并利用FPGA高速邏輯資源OSERDES輸出，所述DAC接收所述并行數(shù)字信號進(jìn)行并串轉(zhuǎn)換，并經(jīng)過直接式數(shù)字合成方法，輸出雷達(dá)波形；

所述模擬校正信號產(chǎn)生模塊，對接收到的所述雷達(dá)波形信號先進(jìn)行上變頻，將信號頻率向高頻搬移，得到第一輸出信號，然后通過倍頻器對第一輸出信號的帶寬進(jìn)行N倍的展寬，得到第二輸出信號，使得第二輸出信號與第一輸出信號不存在帶寬疊加，通過濾波器將第二輸出信號提取出來，再將第二輸出信號下變頻至設(shè)定的頻段，最后通過功分器和數(shù)控衰減器輸出一路和通道、兩路差通道的模擬校正信號；

所述FPGA通過相位抖動來擴(kuò)展傳統(tǒng)相位截短波形綜合體系的譜線能量結(jié)構(gòu)，同時利用泰勒級數(shù)修正來提高信號的動態(tài)范圍，產(chǎn)生低相位噪聲和高無雜散動態(tài)范圍的并行數(shù)字信號。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地面和星載通用的超寬帶雷達(dá)信號發(fā)生裝置，其特征在于，所述DAC的轉(zhuǎn)換速度為3Gbps，可提供1.2GHz的帶寬。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地面和星載通用的超寬帶雷達(dá)信號發(fā)生裝置，其特征在于，所述FPGA子模塊包括四個DDS單元，所述DDS單元包括四個DDS子單元，每個所述DDS子單元同步產(chǎn)生數(shù)據(jù)，并由LVDS單元進(jìn)行并串轉(zhuǎn)換后產(chǎn)生四路并行信號，所述四路并行信號經(jīng)LVDS總線輸出至DAC。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地面和星載通用的超寬帶雷達(dá)信號發(fā)生裝置，其特征在于，所述寬帶波形發(fā)生模塊，用于產(chǎn)生線性調(diào)頻LFM、非線性調(diào)頻NLFM和相位編碼波形。

5.一種雷達(dá)信號發(fā)生方法，由權(quán)利要求1—4任一項所述的裝置實現(xiàn)，其特征在于，該方法包括以下步驟：

S1、總線控制通信模塊實時接收所述上位機(jī)發(fā)出的控制指令，并產(chǎn)生相應(yīng)的波形控制信號，所述波形控制信號包括寬帶產(chǎn)生信號、窄帶產(chǎn)生信號、脈沖寬度和波形種類；

S2、FPGA接收所述波形控制信號，構(gòu)造相位累加器和SIN/COS查找表，產(chǎn)生多路并行數(shù)字信號并利用FPGA高速邏輯資源OSERDES輸出；

S3、DAC接收所述并行數(shù)字信號進(jìn)行并串轉(zhuǎn)換，經(jīng)過直接式數(shù)字合成方法，輸出雷達(dá)波形；

S4、模擬校正信號產(chǎn)生模塊對接收到的所述雷達(dá)波形依次進(jìn)行上變頻、N倍頻和下變頻后得到設(shè)定頻段的波形信號，最后通過功分器和數(shù)控衰減器輸出一路和通道、兩路差通道的模擬校正信號；

所述步驟S4具體為：所述模擬校正信號產(chǎn)生模塊，對接收到的所述雷達(dá)波形信號先進(jìn)行上變頻，將信號頻率向高頻搬移，得到第一輸出信號，然后通過倍頻器對第一輸出信號的帶寬進(jìn)行N倍的展寬，得到第二輸出信號，使得第二輸出信號與第一輸出信號不存在帶寬疊加，通過濾波器將第二輸出信號提取出來，再將第二輸出信號下變頻至設(shè)定的頻段，最后通過功分器和數(shù)控衰減器輸出一路和通道、兩路差通道的模擬校正信號；

所述步驟S2具體為：所述FPGA通過相位抖動來擴(kuò)展傳統(tǒng)相位截短波形綜合體系的譜線能量結(jié)構(gòu)，同時利用泰勒級數(shù)修正來提高信號的動態(tài)范圍，產(chǎn)生低相位噪聲和高無雜散動態(tài)范圍的并行數(shù)字信號。