一種分布式波形產(chǎn)生在線同步調(diào)整電路及方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)屬于雷達(dá)分布式波形產(chǎn)生同步性綜合設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種分布式波形產(chǎn)生在線同步調(diào)整電路及方法。本發(fā)明專利技術(shù)通過(guò)主控終端完成與收發(fā)組件中的波形產(chǎn)生部分進(jìn)行控制通信，根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)波形輸出前沿、后沿和起始頻率等相關(guān)參數(shù)的設(shè)置調(diào)整。本發(fā)明專利技術(shù)具有成本低廉、操作便捷、精度高、并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于集成。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于雷達(dá)分布式波形產(chǎn)生同步性綜合設(shè)計(jì)
，具體涉及。
技術(shù)介紹
相控陣?yán)走_(dá)波形產(chǎn)生設(shè)計(jì)主要可以分為集中式波形產(chǎn)生和分布式波形產(chǎn)生設(shè)計(jì)，集中式波形產(chǎn)生設(shè)計(jì)是將統(tǒng)一的波形產(chǎn)生中頻信號(hào)進(jìn)行隔離功分，提供給每個(gè)收發(fā)組件，此種方法缺點(diǎn)是每個(gè)發(fā)射信號(hào)形式統(tǒng)一，不能靈活變化；分布式波形產(chǎn)生是每個(gè)收發(fā)組件具有獨(dú)立的波形產(chǎn)生單元，與集中式波形產(chǎn)生相比，具有波形控制靈活、移相精度高等明顯的優(yōu)勢(shì)。但是，采用分布式波形產(chǎn)的雷達(dá)具有以下缺點(diǎn):通道之間模擬信道特性的差異引起通道間輸出信號(hào)的差異；器件批次性差異而引起的輸出信號(hào)的差異；以上缺點(diǎn)在實(shí)際設(shè)計(jì)和批產(chǎn)過(guò)程中很難精確控制，但是分布式雷達(dá)收發(fā)組件中波形產(chǎn)生輸出的一致性的優(yōu)劣會(huì)直接影響雷達(dá)在空間的能量合成，進(jìn)而影響雷達(dá)的威力覆蓋范圍等雷達(dá)的關(guān)鍵性指標(biāo)，所以該問(wèn)題能否有效解決成為提升此類體制雷達(dá)性能的主要瓶頸之一。現(xiàn)在多通道波形產(chǎn)生設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用比較普遍的同步方式是由集成DDS芯片自身的同步功能來(lái)實(shí)現(xiàn)的，設(shè)計(jì)時(shí)需要通過(guò)時(shí)鐘分配器提供同步信號(hào)，來(lái)保證每個(gè)DDS器件輸出信號(hào)的同步性和一致性。在分布式波形產(chǎn)生雷達(dá)設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于信號(hào)產(chǎn)生部分在物理空間上是相對(duì)獨(dú)立的，所以該方法難以解決分布式信號(hào)產(chǎn)生通道間與批次間存在的同步性差異問(wèn)題。在相控陣?yán)走_(dá)中，收發(fā)組件采用分布式信號(hào)產(chǎn)生形式的同步問(wèn)題主要包括相位同步和時(shí)間同步兩方面，相位同步可以通過(guò)雷達(dá)的自身的校正網(wǎng)絡(luò)來(lái)進(jìn)行移相修正通道間的信號(hào)的相位差，但是當(dāng)信號(hào)產(chǎn)生輸出信號(hào)間存在延時(shí)差異，會(huì)導(dǎo)致通道間的信號(hào)在同一時(shí)刻產(chǎn)生頻率差。雷達(dá)實(shí)際工作中最常用的信號(hào)為線性調(diào)頻信號(hào)和非線性調(diào)頻信號(hào)，本專利以線性調(diào)頻信號(hào)為例，根據(jù)信號(hào)特性通道間的相位差就會(huì)隨著時(shí)間的增加而增大，此種情況所導(dǎo)致的相位差是通過(guò)校正網(wǎng)絡(luò)無(wú)法修正的，最終導(dǎo)致雷達(dá)空間能量合成的結(jié)果發(fā)生畸變，嚴(yán)重影響雷達(dá)的整機(jī)性能。基于此，本專利技術(shù)針對(duì)分布式波形產(chǎn)生雷達(dá)設(shè)計(jì)過(guò)程中的一致性問(wèn)題提出一種基于DDS技術(shù)和模擬信號(hào)合成技術(shù)的分布式波形產(chǎn)生在線同步調(diào)整方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對(duì)
技術(shù)介紹
中所提出的問(wèn)題，本專利技術(shù)提供了一種雷達(dá)分布式波形產(chǎn)生在線同步性方法。該方法通過(guò)主控終端完成與收發(fā)組件中的波形產(chǎn)生部分進(jìn)行控制通信，根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)波形輸出前沿、后沿和起始頻率等相關(guān)參數(shù)的設(shè)置調(diào)整；在雷達(dá)分布式波形產(chǎn)生的多通道波形產(chǎn)生的雷達(dá)中，每個(gè)波形產(chǎn)生通道由時(shí)鐘調(diào)理單元、波形產(chǎn)生單元、接口控制單元和模擬變頻單元組成，其中時(shí)鐘調(diào)理單元完成對(duì)FPGA和DDS時(shí)鐘的處理；波形產(chǎn)生單元根據(jù)波形碼、移相碼和接口調(diào)整控制信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)的波形信號(hào)，模擬變頻單元完成兩次上變頻后完成射頻信號(hào)輸出。從而產(chǎn)生雷達(dá)分布式波形產(chǎn)生通道間同步性精度高的雷達(dá)波形，該方法具有成本低廉、操作便捷、精度高、并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于集成。本專利技術(shù)的技術(shù)方法是:一種分布式波形產(chǎn)生在線同步調(diào)整方法，包括N路基于DDS技術(shù)的波形產(chǎn)生電路，每路波形產(chǎn)生電路都包含時(shí)鐘調(diào)理單元、波形產(chǎn)生單元、接口控制單元和模擬變頻單元，其特征包括如下步驟:步驟一:基于DDS技術(shù)的多通道分布式波形產(chǎn)生；步驟二:高精度數(shù)字移相控制；步驟三:基于串口進(jìn)行起始頻率和時(shí)延參數(shù)控制；步驟四:射頻模擬脈沖信號(hào)合成后幅相一致性分析，其中，N為收發(fā)組件數(shù)量。其有益效果是:產(chǎn)生同步精度高，波形種類靈活的雷達(dá)波形。如上所述的基于串口控制的分布是波形產(chǎn)生的同步方法，其特征在于:所述步驟一中多通道分布式波形產(chǎn)生的具體方法為:雷達(dá)分布式N路波形產(chǎn)生采用DDS技術(shù)實(shí)現(xiàn)，其中核心芯片采用ADI公司的AD99XX系列芯片，該芯片是一片性價(jià)比比較高的直接數(shù)字頻率合成器(DDS)芯片，其速度快、輸出波形穩(wěn)定，頻率、相位和幅度皆可控制且分辨率高。其內(nèi)部集成14 bit數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)并且支持高1GSPS地采樣率，通過(guò)FPGA控制DDS的輸出。如上所述的基于串口控制的分布是波形產(chǎn)生的同步方法，其特征在于:所述步驟二中高精度的數(shù)控移相的具體方法為:根據(jù)FPGA解碼的8位以上的控制碼，送至DDS相位控制字寄存器，來(lái)進(jìn)行精確的移相控制。如上所述的基于串口控制的分布是波形產(chǎn)生的同步方法，其特征在于:所述步驟三中基于串口進(jìn)行起始頻率和時(shí)延參數(shù)控制的具體方法為:根據(jù)接口控制單元提供的起始頻率和波形時(shí)延參數(shù)的控制，利用DDS芯片產(chǎn)生分布式波形產(chǎn)生雷達(dá)所需要的通道間具有高精度同步性的雷達(dá)波形。如上所述的基于串口控制的分布是波形產(chǎn)生的同步方法，其特征在于:所述步驟四中射頻模擬脈沖信號(hào)合成后幅相一致性分析的具體方法為:將DDS芯片產(chǎn)生的雷達(dá)波形信號(hào)進(jìn)行變頻、濾波和放大等處理后，直接進(jìn)行射頻模擬合成，得到兩路之間的和、差信號(hào)，進(jìn)行幅相分析得到一致性誤差。一種基于分布式波形產(chǎn)生的在線同步調(diào)整電路，包括N路相同的波形產(chǎn)生電路，每路均具有時(shí)鐘調(diào)理單元、波形產(chǎn)生單元、接口控制單元和模擬變頻單元組成；時(shí)鐘調(diào)理單元的輸入端與外部時(shí)鐘相連，其輸出端一路送至DDS芯片作為波形產(chǎn)生時(shí)鐘，另一路送至FPGA作為工作時(shí)鐘；接口控制單元與FPGA相連，控制DDS輸出的波形種類；波形產(chǎn)生單元是DDS芯片根據(jù)外部時(shí)鐘和波形控制參數(shù)產(chǎn)生雷達(dá)所需要的中頻調(diào)制波形信號(hào)；接口控制單元與FPGA相連，將初始頻率、波形種類和輸出時(shí)間等波形參數(shù)送至DDS芯片，產(chǎn)生雷達(dá)所需要的雷達(dá)波形；模擬變頻單元與DDS芯片輸出相連，將DDS產(chǎn)生的中頻調(diào)制信號(hào)進(jìn)行放大和變頻得到雷達(dá)最后發(fā)射的射頻信號(hào)。如上所述的基于分布式波形產(chǎn)生的在線同步調(diào)整電路，其特征在于:由時(shí)鐘調(diào)理電路、DDS芯片AD9910、串口接口芯片MAX232E和FPGA EP2C70F672I8構(gòu)成，其中時(shí)鐘調(diào)理電路與DDS芯片和FPAG相連，串口接口芯片與FPGA相連，DDS芯片AD9910芯片產(chǎn)生的雷達(dá)調(diào)頻波形輸出端與變頻、濾波和放大電路的輸入端相連。其有益效果是:產(chǎn)生低雜散、低相噪、高分辨率、通道間同步精度高和一致性好的雷達(dá)調(diào)頻射頻信號(hào)。【附圖說(shuō)明】圖1:系統(tǒng)工作流程圖；圖2:系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。【具體實(shí)施方式】以下結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)做進(jìn)一步說(shuō)明。一種基于分布式雷達(dá)波形產(chǎn)生在線同步設(shè)計(jì)方法，如圖2所示為本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成框圖，系統(tǒng)主要由時(shí)鐘調(diào)理單元、DDS芯片AD9910、串口接口芯片MAX232E和FPGAEP2C70F672I8構(gòu)成，其中時(shí)鐘調(diào)理單元與DDS芯片和FPAG相連，串口接口芯片與FPGA相連，DDS芯片AD9910芯片產(chǎn)生的雷達(dá)調(diào)頻波形輸出端與變頻、濾波和放大電路的輸入端相連，其輸出口直接與輸出口相連接。其有益效果是:產(chǎn)生低雜散、低相噪、高分辨率、通道間同步精度高的雷達(dá)調(diào)頻波形信號(hào)。通過(guò)以上所述主要部件就能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)波形碼、移相碼、和固化波形參數(shù)產(chǎn)生重復(fù)周期為T,載頻為的波形信號(hào)，脈沖寬度τ分別為30 μ s、或60 μ s、或100 μ s,帶寬Β分別為2MHz、或10MHz的通道間具有高精度的同步線性調(diào)頻信號(hào)。并且通過(guò)串口控制，可在線實(shí)時(shí)更改通道間波形的起始頻率和波形時(shí)延等具體的波形參數(shù)，產(chǎn)生滿足雷達(dá)整機(jī)需要的發(fā)射波形。本專利技術(shù)所修正的雷達(dá)分布式波形產(chǎn)生之間的相位差主要是由: 1)通道參考時(shí)鐘之間相位的差異；2)DDS波形控制信號(hào)配置寄存器的時(shí)間差異；3)信號(hào)產(chǎn)生通道中模擬部分的群延本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種分布式波形產(chǎn)生在線同步調(diào)整方法，包括N路基于DDS技術(shù)的波形產(chǎn)生電路，每路波形產(chǎn)生電路都包含時(shí)鐘調(diào)理單元、波形產(chǎn)生單元、接口控制單元和模擬變頻單元，其特征包括如下步驟：步驟一：基于DDS技術(shù)的多通道分布式波形產(chǎn)生；步驟二：高精度數(shù)字移相控制；步驟三：基于串口進(jìn)行起始頻率和時(shí)延參數(shù)控制；步驟四：射頻模擬脈沖信號(hào)合成后幅相一致性分析，其中，N為收發(fā)組件數(shù)量。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種分布式波形產(chǎn)生在線同步調(diào)整方法，包括N路基于DDS技術(shù)的波形產(chǎn)生電路，每路波形產(chǎn)生電路都包含時(shí)鐘調(diào)理單元、波形產(chǎn)生單元、接口控制單元和模擬變頻單元，其特征包括如下步驟:步驟一:基于DDS技術(shù)的多通道分布式波形產(chǎn)生；步驟二:高精度數(shù)字移相控制；步驟三:基于串口進(jìn)行起始頻率和時(shí)延參數(shù)控制；步驟四:射頻模擬脈沖信號(hào)合成后幅相一致性分析，其中，N為收發(fā)組件數(shù)量。2.如權(quán)利要求1所述的基于串口控制的分布是波形產(chǎn)生的同步方法，其特征在于:所述步驟一中多通道分布式波形產(chǎn)生的具體方法為:雷達(dá)分布式N路波形產(chǎn)生采用DDS技術(shù)實(shí)現(xiàn)，其中核心芯片采用ADI公司的AD99XX系列芯片。3.如權(quán)利要求1所述的基于串口控制的分布是波形產(chǎn)生的同步方法，其特征在于:所述步驟二中高精度的數(shù)控移相的具體方法為:根據(jù)FPGA解碼的8位以上的控制碼，送至DDS相位控制字寄存器，來(lái)進(jìn)行精確的移相控制。4.如權(quán)利要求1所述的基于串口控制的分布是波形產(chǎn)生的同步方法，其特征在于:所述步驟三中基于串口進(jìn)行起始頻率和時(shí)延參數(shù)控制的具體方法為:根據(jù)接口控制單元提供的起始頻率和波形時(shí)延參數(shù)的控制，利用DDS芯片產(chǎn)生分布式波形產(chǎn)生雷達(dá)所需要的通道間具有高精度同步性的雷達(dá)波形。5.如權(quán)利要求1所述的基于串口控制的分布是波形產(chǎn)生的同步方法，其特征在于:所述步驟四中...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：苑鳳雨，李建垚，徐曉，羅華，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：武漢濱湖電子有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：