CN109752695A - 一种基于pxi总线的线性调频模拟系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于PXI总线的线性调频模拟系统，包括控制子系统、中频信号子系统、射频信号子系统和功率控制子系统；控制子系统在外部上位机的控制指令下基于PXI总线协议给中频信号子系统发送控制信号；中频信号子系统将该控制信号进行处理输出中频信号；射频信号子系统将中频信号进行处理输出宽带射频信号；功率控制子系统对所接收的宽带射频信号进行功率调理得到所需功率的信号，本发明能够实现宽带线性调频雷达信号的输出。
Description
技术领域
本发明属于雷达模拟源技术领域，具体涉及一种基于PXI(PCI extensions forInstrumentation，面向仪器系统的PCI扩展)总线的线性调频模拟系统。
背景技术
随着雷达技术的发展，雷达信号已经由脉冲调制发展到脉内调制，调制带宽也提升至千兆赫兹量级。脉内调制通常为线性调频，针对频率范围覆盖L、S、C、X波段，宽带达千兆赫兹量级的线性调频雷达脉冲信号。基于战术背景的雷达信号模拟器必须以模拟作战对象的雷达为主，模拟多种类、宽频段、不同体制类型的雷达信号，满足不同训练对象的训练要求。采用线性调频脉压体制的工作原理可达到多目标跟踪能力和跟踪可靠性。
传统线性调频技术产生的带宽有限，且存在线性度差，杂散恶化等问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种基于PXI总线的线性调频模拟系统，能够实现宽带线性调频雷达信号的输出。
实现本发明的技术方案如下：
一种基于PXI总线的线性调频模拟系统，包括控制子系统、中频信号子系统、射频信号子系统和功率控制子系统；
控制子系统在外部上位机的控制指令下基于PXI总线协议给中频信号子系统发送波形控制信号；
中频信号子系统包括DDS信号产生单元、PLL参考时钟产生单元和倍频滤波单元；PLL参考时钟产生单元给DDS信号产生单元发送时钟信号；DDS信号产生单元接收控制子系统发送的波形控制信号，利用该波形控制信号和时钟信号生成低频信号；倍频滤波单元对该低频信号进行倍频输出中频信号；
射频信号子系统包括本振单元、多次变频单元和开关滤波器单元；
本振单元产生高本振信号发送给多次变频单元；多次变频单元接收所述中频信号和高本振信号，并将中频信号和高本振信号进行多次混频，对混频后的信号频率上下搬移得到宽带射频信号；开关滤波器单元将宽带射频信号滤除混频杂散及谐波信号然后输出给功率控制子系统；所述开关滤波器单元的3dB带宽大于宽带射频信号的线性调频带宽；
功率控制子系统包括检波器单元、调制器及程控衰减器单元；
检波器单元将滤波后的宽带射频信号后分为两路，一路检波输出，另一路发送给调制器及程控衰减器单元，调制器及程控衰减器单元对所接收的宽带射频信号进行功率调理得到所需功率的信号。
进一步地，倍频滤波单元对所述低频信号进行8倍频输出14G±325MHz的中频信号。
进一步地，所述宽带射频信号的频率范围为1～12GHz。
有益效果：
本发明突破了现有技术的瓶颈，将线性调频带宽由最初的400兆扩展到1300兆，实现在1300带宽内的信号线性调频。
附图说明
图1为本发明系统架构示意图；
图2为控制子系统架构示意图；
图3为中频子系统构架示意图；
图4为射频子系统架构示意图
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明提供了一种基于PXI总线的线性调频模拟系统，如图1所示，包括控制子系统、中频信号子系统、射频信号子系统和功率控制子系统；总体框架采用PXI总线，基于PXI\PXIe总线接口的架构可连接电源与模块板卡之间的通讯，具有小型化、模块化，实现高速、实时、宽带的快速测量。
如图2所示，控制子系统在外部上位机的控制指令下基于PXI总线协议给中频信号子系统发送波形控制信号；主控系统通过RS422接口接收来自远程计算机的控制信号，也可以接收前面板按键输入的控制指令，并将系统的状态参量通过RS422反馈信息或数码管予以显示。控制子系统集成了RS422接口，总线驱动接口，DA与AD接口。采用Silabs公司的单片机作为总控处理器，同子系统Atmel的单片机按串口通信协议进行控制。数码管显示频率(8位)、功率(6位)、脉冲周期(4位)/宽度(4位)、线性调制的射频带宽(4位)。
如图3所示，中频信号子系统包括DDS信号产生单元、PLL参考时钟产生单元和倍频滤波单元；PLL参考时钟产生单元给DDS信号产生单元发送时钟信号；DDS信号产生单元接收控制子系统发送的控制信号，DDS采用AD公司的高速芯片，利用该控制信号和时钟信号生成低频信号；倍频滤波单元对所述低频信号进行8倍频输出14G±325MHz的中频信号。
如图4所示，射频信号子系统包括本振单元、多次变频单元和开关滤波器单元；
本振单元产生高本振信号发送给多次变频单元；多次变频单元接收所述中频信号和高本振信号，并将中频信号和高本振信号进行多次混频，对混频后的信号频率上下搬移得到1～12GHz的宽带射频信号。
开关滤波器单元将宽带射频信号滤除混频杂散及谐波信号然后输出给功率控制子系统；所述开关滤波器单元的3dB带宽大于宽带射频信号的线性调频带宽；
功率控制子系统包括检波器单元、调制器及程控衰减器单元；
检波器单元将滤波后的宽带射频信号后分为两路，一路检波输出，另一路发送给调制器及程控衰减器单元，调制器及程控衰减器单元对所接收的宽带射频信号进行功率调理得到所需功率的信号。功率控制子系统主要负责信号的输出功率控制，该单元主要完成信号功率检波，并与电调衰减器一起完成输出信号功率的闭环调节。功率控制单元上还集成了调制器和120dB固定衰减器完成信号的脉冲调制及输出功率的大动态调节。
本发明针采用恒温晶振做参考源，频率精度高。出口采用耦合检波方式，采用闭环校准数据，从而提高了输出信号功率的精度。减少了开机预热时间。脉冲信号采用FPGA与高速单片机配合，确保了脉冲信号的精度。操作界面采用按键输入、数码管显示。频率、功率、脉冲信号、调频带宽等参数直接显示，便于查看工作状态。具有操作简捷明了的典型特点。能更好满足现代雷达测试的需求。通信方式采用RS422双工通信，通信的速度快、性能稳定。方便上位机的控制，易于建成自动测试系统。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种基于PXI总线的线性调频模拟系统，其特征在于，包括控制子系统、中频信号子系统、射频信号子系统和功率控制子系统；
控制子系统在外部上位机的控制指令下基于PXI总线协议给中频信号子系统发送波形控制信号；
中频信号子系统包括DDS信号产生单元、PLL参考时钟产生单元和倍频滤波单元；PLL参考时钟产生单元给DDS信号产生单元发送时钟信号；DDS信号产生单元接收控制子系统发送的波形控制信号，利用该波形控制信号和时钟信号生成低频信号；倍频滤波单元对该低频信号进行倍频输出中频信号；
射频信号子系统包括本振单元、多次变频单元和开关滤波器单元；
本振单元产生高本振信号发送给多次变频单元；多次变频单元接收所述中频信号和高本振信号，并将中频信号和高本振信号进行多次混频，对混频后的信号频率上下搬移得到宽带射频信号；开关滤波器单元将宽带射频信号滤除混频杂散及谐波信号然后输出给功率控制子系统；所述开关滤波器单元的3dB带宽大于宽带射频信号的线性调频带宽；
功率控制子系统包括检波器单元、调制器及程控衰减器单元；
检波器单元将滤波后的宽带射频信号后分为两路，一路检波输出，另一路发送给调制器及程控衰减器单元，调制器及程控衰减器单元对所接收的宽带射频信号进行功率调理得到所需功率的信号。
2.如权利要求1所述的一种基于PXI总线的线性调频模拟系统，其特征在于，倍频滤波单元对所述低频信号进行8倍频输出14G±325MHz的中频信号。
3.如权利要求1所述的一种基于PXI总线的线性调频模拟系统，其特征在于，所述宽带射频信号的频率范围为1～12GHz。
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