论文部分内容阅读
在现代雷达技术的快速发展中,雷达目标模拟器能够克服外场实验成本高周期长且回波参数难以控制的缺点,为雷达系统性能分析和算法性能评估提供了一种切实可行的方法。随着现代雷达功能的日趋复杂,往往要求其目标模拟器频率源同时具有全相参、高频率、宽频带、捷变频、小步进、低相噪和低杂散等性能。故雷达目标模拟关键技术之一就是设计模拟雷达各种工作模式回波信号的高性能频率源。本论文首先对雷达目标模拟器和频率合成技术研究现状进行概述,然后详细阐述了以直接数字式和间接锁相式为主的频率合成技术原理及其相噪杂散来源和特性,为课题设计提供理论依据。其次,根据课题提出的指标要求,设计了一种基于直接数字频率合成器(Direct Digital Synthesis,DDS)与现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的毫米波雷达目标模拟器频率源方案。并对X波段前的关键单元电路的具体实现和调试进行剖析,最后由具体的测试结果来验证方案的可行性并根据本次设计的不足之处提出了一些改进建议。本课题充分利用DDS的高分辨率、捷变频、可调相调幅和调频等特点,由锁相环(Phase-locked Loop,PLL)提供稳定可靠的本振点频信号,合理的频率规划多次上变频,通过FPGA灵活控制,成功研制出了一种X波段频率源硬件电路。控制部分采用自顶向下的设计方法,对DDS控制字计算公式转换,有效的解决了浮点乘法运算等效成高精度的定点运算。实现了分辨率为10 KHz、可以在500 MHz带宽内全频段捷变,脉内线性调频信号带宽按照25 Hz步长和调频时间按照10 ns步长大范围控制的X波段频率源。频率捷变时间达到900 ns,在X波段整个500 MHz带宽范围内各频点输出相位噪声均优于-91 dBc/Hz@1KHz,输出杂散大部分频点小于-68 dBc。文中所采用的一些设计方法及改进建议,可以为设计其它宽频带捷变频多模式的频率合成器提供一定的参考。