[發明專利]一種地面和星載通用的超寬帶雷達信號發生裝置及方法

有效

• 申請號: 201610996221.8
• 申請日: 2016-11-11
• 公開（公告）號: CN106772264B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 李培;周興云;楊振;陸文斌;姚崇斌;嵇瑋瑋;肖輝
• 申請（專利權）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: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發明涉及一種地面和星載通用的超寬帶雷達信號發生裝置，與上位機連接，包括總線控制通信模塊、寬帶波形發生模塊和模擬校正信號產生模塊，總線控制通信模塊，接收上位機發出的控制指令，并產生波形控制信號；寬帶波形發生模塊，包括相互連接的FPGA子模塊和DAC，FPGA子模塊包括FPGA，其接收波形控制信號，產生并行數字信號，DAC接收并行數字信號進行并串轉換，輸出雷達波形；模擬校正信號產生模塊，對接收到的雷達波形先進行上變頻、N倍頻和下變頻到設定的頻段，最后通過功分器和數控衰減器輸出一路和通道、兩路差通道的模擬校正信號。與現有技術相比，本發明具有結構簡單、可靠性高、容易實現的特點。

技術領域

本發明涉及波形發生技術，尤其是涉及一種地面和星載通用的超寬帶雷達信號發生裝置及方法。

背景技術

雷達作為現代軍事領域一種不可或缺的設備,它的任務已不僅僅是完成對目標位置、速度等信息的提取,而且要求對目標進行成像分析和識別,并且具有反干擾，反隱身和自身較強的生存能力。很顯然，這要求雷達發射的信號具有很大的帶寬。寬帶雷達波形信號在寬帶相控陣、合成孔徑和逆合成孔徑雷達中具有廣泛的應用，包括近年來迅速發展的星載SAR成像雷達，也對寬帶波形發生裝置有著極高的要求。

目前國內產生超寬帶信號，多數選用窄帶合成寬帶的拼接方式，如選用頻率步進脈沖串信號或者用正交調制合成寬帶。這種方式不能提供瞬時超大帶寬、拼接處也會存在相位不連續的問題。并且，在同一裝置中能夠產生的波形也較為單一，并且，目前的雷達信號發生裝置主要針對地面系統，對于星載系統而言，有著明顯的空白。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種地面和星載通用的超寬帶雷達信號發生裝置及方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：一種地面和星載通用的超寬帶雷達信號發生裝置，與上位機連接，包括總線控制通信模塊、寬帶波形發生模塊和模擬校正信號產生模塊，

所述總線控制通信模塊，基于FlexRay總線，實時接收所述上位機發出的控制指令，并產生相應的波形控制信號；采用FlexRay通信總線，具有數據傳輸率高，高可靠性和實時性好等特點，滿足地面雷達波形發生裝置高效和實時的要求，同時也滿足星載雷達波形發生裝置高可靠性和高安全性的要求，解決了雷達波形發生裝置地面、星載通信總線通用的問題；

所述寬帶波形發生模塊，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，并根據外部時鐘信號和DAC反饋的時鐘信號，利用FPGA資源單獨構造相位累加器和SIN/COS查找表，產生多路并行數字信號并利用FPGA高速邏輯資源OSERDES輸出，所述DAC接收所述并行數字信號進行并串轉換，并經過直接式數字合成方法，輸出雷達波形；

所述模擬校正信號產生模塊，對接收到的所述雷達波形先進行上變頻，將信號頻率向高頻搬移，然后通過倍頻器對信號的帶寬進行N倍的展寬，再進行下變頻到設定的頻段，最后通過功分器和數控衰減器輸出一路和通道、兩路差通道的模擬校正信號。通過上變頻先將信號頻率向高頻搬移，使得上變頻后的信號頻段遠離原輸入的信號頻段，然后再進行倍頻，就不會發生倍頻后的信號與原來的信號發生頻段重合，進而產生干擾的問題。

所述DAC的轉換速度為3Gbps，可提供1.2GHz的帶寬，可為模擬校正信號產生模塊提供帶寬較寬的輸入信號，使其能夠應用于超寬帶相控陣雷達、合成孔徑雷達(SAR)等。

所述FPGA通過相位抖動來擴展傳統相位截短波形綜合體系的譜線能量結構，同時利用泰勒級數修正來提高信號的動態范圍，產生低相位噪聲和高無雜散動態范圍的并行數字信號。

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子單元同步產生數據，并由LVDS單元進行并串轉換后產生四路并行信號，所述四路并行信號經LVDS總線輸出至DAC。