CN105044678B - 基于全数字锁相环架构的雷达应答/干扰一体无线通讯器 - Google Patents

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Abstract

本发明属于集成电路技术领域，具体为基于全数字锁相环的雷达应答/干扰一体无线通讯器。该无线通讯器电路基于全数字锁相环的基本架构，由数控振荡器、上混频器、分频器链、时间数字转换器、数字滤波器、加法器构成。首先接收信号从天线输入上混频器与锁相环内部产生的信号混频，产生高频信号；高频信号通过分频器降频，再与参考信号进行相位比较，由时间数字转换器得到量化的相位差；这个量化的差值通过数字滤波器产生稳定的数值来控制数控振荡器，产生最终的发射信号。该电路不仅实现了反向回溯应答的功能，而且可以通过向全数字锁相环注入虚假信号或噪声信号来扰乱敌方雷达。

Description

基于全数字锁相环架构的雷达应答/干扰一体无线通讯器
技术领域
本发明属于集成电路技术领域，具体涉及一种应用于雷达波段基于全数字锁相环电路的兼具应答和干扰功能的无线通讯器。
背景技术
雷达技术就是利用电磁波对目标进行测向和定位。它发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，经过处理来获取目标的距离、方位和高度等信息。雷达技术从军方开始利用它来测定远距离或看不见的目标的方向、距离、大小等为起点，其发展已经历了六十多年，时至今日，仍方兴未艾，蓬勃发展。
随着科技的不断发展，雷达的功能也不断扩展，观测目标从当初的空中飞机，到现在已拓宽到从地下到空间的多类目标，除此之外，它现在还是各类先进作战平台实现精确打击的必备设备，是发展先进武器系统测试评估的手段。这就对雷达技术提出了新的要求：一方面，雷达系统朝数字化和智能化等方向发展，以进一步提高抗干扰、抗摧毁和对付隐身目标的能力，另一方面，尽可能实现雷达探测、电子战及通信系统等电子设备一体化，从而朝着系统整合化方向发展。而随着雷达技术的不断发展，雷达干扰技术也随着不断推进。它们彼此在相互促进、相互斗争中发展起来的，既像一个矛盾的两方面，又像相辅相成的一个整体互相依存。因此，实现应答/干扰/抗干扰一体化是未来电子设备的发展趋势。
发明内容
本发明的目的是提出一种基于全数字锁相环的雷达应答/干扰一体无线通讯器。
本发明提出的雷达应答/干扰一体无线通讯器，是在全数字锁相环架构的基础上添加上混频器和调制单元，通过选择合适的调制信号实现反向应答或干扰。其中，全数字锁相环包括数控振荡器、上混频器、分频器链、时间数字转换器、数字滤波器、天线，其原理是数控振荡器由数字信号控制产生高频信号，经过分频器链降频成低频信号与参考信号相比较，由时间数字转换器将两个信号之间的相位差量化成二进制码，再经由数字滤波器来最终控制数控振荡器，得到频率稳定的输出。为了能够实现反向应答和干扰的功能，添加了上混频器和天线作为接收端，并增加了一个加法器作为调制单元以实现干扰信号的引入。天线接收到的信号，作为上混频器的本振信号与数控振荡器产生的信号相混频，通过锁相环的环路架构实现频率稳定的输出，即为发射信号。一方面通过锁相环的环路锁定特性得到与接收信号频率/相位相关的发射信号，另一方面通过锁相环的环路增益得到放大后的发射信号，从而实现反向应答的功能。通过调制时间数字转换器输出的二进制数字码可以在最终的发射信号上叠加虚假信号，从而达到干扰敌方雷达的作用。
本发明中的雷达应答/干扰一体器，包括：
（1）一个基于电感电容阵列的数控振荡器；
（2）用于接收信号和频率转换的上混频器；
（3）一个基于延时单元的时间数字转换器；
（4）用来控制环路带宽的数字滤波器；
（5）两个分别用于用于接收和发射雷达信号的天线；
（6）一个用于改变锁定频率的分频器链。
本发明实现的效果是通过上混频器接收雷达信号，并通过数字锁相环产生反射的雷达信号，起到应答雷达信号的作用。其次，本发明中的全数字锁相环，可以通过添加数字调制信号至环路中，形成伪装的虚假反射信号，起到干扰敌方雷达的作用。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本雷达应答/干扰一体器的结构示意图。
图2是本雷达应答/干扰一体器的作为应答器的工作原理。
图3是本雷达应答/干扰一体器的作为干扰器的工作原理。
具体实施方式
下面结合附图进行说明：
如图1所示，是本雷达应答/干扰一体无线通讯器的具体架构图。本雷达应答/干扰一体器主要基于全数字锁相环架构，由上混频器、分频器链、时间数字转换器、数字滤波器、天线和数控振荡器构成。当接收部分的天线没有接收到输入信号时，全数字锁相环锁定在其固有频率。当接收天线接收到输入信号RX时，此信号与全数字锁相环产生的固有频率信号相混频；产生的高频信号经过分频器链N分频后与参考信号REF进行相位或频率比较，该相位检测由时间数字转换器实现；检测得到的相位差输入数字滤波器进行处理，其后数字滤波器产生控制数控振荡器的信号，进而改变数控振荡器的输出信号，也即改变了最终的发射信号TX的频率，环路最终锁定在新的频率处。
如果输入信号存在初始相位φ，输出信号相位为θ，则混频器的输出应满足：
此混频器为上混频器，因此下边带信号很小，可以忽略不计，因此最终锁定时，频率和相位分别满足：
因此，最终反射放大器的返回信号即TX，与RX的频率相关，相位共轭。
图2为本雷达应答/干扰一体无线通讯器作为干扰器时的工作原理图，通过调制时间数字转换器的输出码，即对输出和时钟的相位差进行调制，这样可以使得发射信号TX成为具有低频相位调制的信号。环路锁定时，可以得出数控振荡器输出信号的相位和输入参考信号相位之间的关系如下：
φPM为输入相位调制信号，N为全数字锁相环的分频比，同时N采用频率调制，通过调制N和φPM，最终的输出相位θ即为相位调制信号。通过全数字锁相环，将噪声信号或干扰信号通过相位和频率调制方式注入全数字锁相环，最终将虚假调制信号调制到与输入雷达信号同频率的射频载波上，最终通过天线发射到空间中。这样的方式有利于干扰和迷惑对方雷达，起到隐蔽和战术伪装的作用。
图3为本雷达应答/干扰一体无线通讯器作为应答器时的工作原理图，如图中所示，通过接收天线和混频器将雷达信号RX作为分频器链的输入；分频后的信号与晶振产生的参考信号进行对比，这两个信号之间的相位差被时间数字转换器量化成数字码，并通过数字滤波器后对数控振荡器的输出信号频率进行调谐。当环路锁定后，此雷达应答/干扰一体无线通讯器的输出信号频率与输入信号RX频率等于锁相环固有锁定频率。这样的结构输出信号与输入信号相位共轭，即实现了雷达信号的反射，可以作为雷达信标、虚拟靶机等作用。

Claims (1)

1.一种基于全数字锁相环的雷达应答/干扰一体无线通讯器，其特征在于在全数字锁相环架构的基础上添加混频器和调制单元，通过选择合适的调制信号实现反向应答或干扰；其结构组成包括：
（1）一个基于电感和电容阵列的数控振荡器；
（2）用于接收信号和频率转换的上混频器；
（3）一个分频器链；
（4）一个时间数字转换器；
（5）一个数字滤波器；
（6）两个分别用于接收和发射雷达信号的天线；
其中，全数字锁相环包括数控振荡器、上混频器、分频器链、时间数字转换器、数字滤波器，数控振荡器由电压控制产生高频信号，经过分频器链降频成低频信号与参考信号相比较，由时间数字转换器将两个信号之间的相位差量化成二进制码，再经由环路滤波器来最终控制数控振荡器，得到频率稳定的输出；添加的上混频器和天线作为接收端，并增加调制单元以实现干扰信号的引入；天线接收到的信号，作为上混频器的本振信号与数控振荡器产生的信号相混频，通过锁相环的环路架构实现频率稳定的输出，即为发射信号；一方面通过锁相环的环路锁定特性得到与接收信号频率/相位相关的发射信号，另一方面通过锁相环的环路增益得到放大后的发射信号，从而实现反向应答的功能；通过调制时间数字转换器输出的二进制码可以在最终的发射信号上叠加虚假信号，从而达到干扰敌方雷达的作用。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109143183B (zh) * 2018-09-12 2023-05-05 中国航天科工集团八五一一研究所 基于数字技术实现自定频结构超外差相位共轭的方法
JP7169171B2 (ja) * 2018-11-19 2022-11-10 株式会社東芝 半導体装置及び距離計測装置
CN110719100B (zh) * 2019-11-19 2021-04-23 复旦大学 一种分数频全数字锁相环及其控制方法
CN113206680B (zh) * 2020-01-16 2022-09-30 Oppo广东移动通信有限公司 电子设备、无线信号收发器、信号发生装置及方法
CN111722198B (zh) * 2020-06-28 2023-09-29 四川嘉义雷科电子技术有限公司 一种结合雷达探测和干扰一体的信号生成方法及系统
CN113777570B (zh) * 2021-11-11 2022-02-08 南京隼眼电子科技有限公司 毫米波雷达干扰测试装置及电子设备

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040258131A1 (en) * 2003-06-17 2004-12-23 Kenneth Margon Parallel spread spectrum communication system and method
CN101373973B (zh) * 2007-08-24 2011-01-26 锐迪科科技有限公司 时间数字转换电路及方法
CN102590794B (zh) * 2012-02-28 2013-10-30 北京航空航天大学 一种宽带相参雷达目标模拟器
CN203827321U (zh) * 2014-03-07 2014-09-10 华北计算技术研究所 一种支持超窄带通信的高灵敏度锁相环装置

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