CN110646784A - 一种基于dac的雷达数字t/r组件发射波形产生方法 - Google Patents

一种基于dac的雷达数字t/r组件发射波形产生方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110646784A
CN110646784A CN201910929888.XA CN201910929888A CN110646784A CN 110646784 A CN110646784 A CN 110646784A CN 201910929888 A CN201910929888 A CN 201910929888A CN 110646784 A CN110646784 A CN 110646784A
Authority
CN
China
Prior art keywords
frequency
digital
waveform
dac
component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910929888.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN110646784B (zh
Inventor
智东杰
陈婷
贺亚军
董荣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aerospace Nanhu Electronic Information Technology Ltd By Share Ltd
Original Assignee
Aerospace Nanhu Electronic Information Technology Ltd By Share Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aerospace Nanhu Electronic Information Technology Ltd By Share Ltd filed Critical Aerospace Nanhu Electronic Information Technology Ltd By Share Ltd
Priority to CN201910929888.XA priority Critical patent/CN110646784B/zh
Publication of CN110646784A publication Critical patent/CN110646784A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110646784B publication Critical patent/CN110646784B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/28—Details of pulse systems
    • G01S7/282—Transmitters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S2013/0236—Special technical features
    • G01S2013/0245—Radar with phased array antenna

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

本发明涉及一种基于DAC的雷达数字T/R组件发射波形产生方法，属相控阵雷达数字波产生技术领域。它包括六个步骤，在数模转换器DAC直接产生的数字波形的基础上增加基带载波波形，有效扩宽了数字信号的带宽；引入现场可编程门阵列FPGA中NCO产生的额外频点+数模转换器DAC产生所需频点附近的稳定频点的方式，确保雷达发射带宽内所有频点的准确性，同时提高了雷达频点切换速率；操作实施简单方便，可使数字T/R组件产生频点准确、频点切换和相位切换速度快、波形多样、相位稳定、大带宽的发射波形。解决了数模转换器DAC因自身特性缺陷致使发射波形的数字信号带宽相对窄，发射带宽内部分频点不准确，及变频速度慢的问题。

Description

一种基于DAC的雷达数字T/R组件发射波形产生方法
技术领域
本发明涉及一种基于DAC的雷达数字T/R组件发射波形产生方法，属相控阵雷达数字波产生技术领域。
背景技术
在相控阵雷达中，数字T/R组件越来越多的采用数模转换器DAC产生多频点发射波形，数模转换器DAC的发射波形通过DAC芯片接受控制芯片FPGA的控制而产生，数字T/R组件的工作模式、频点、相位和带宽的控制，通过DAC芯片接收控制芯片FPGA的控制指令进行，通信方式一般为SPI通信模式，此外，输出频点、波形、相位、带宽也可通过控制芯片FPGA直接控制；不过，采用数模转换器DAC产生发射波形存在以下一些不足之处：
其一，数模转换器DAC本身产生的波形带宽是固定的；
其二，数模转换器DAC自身产生的部分频点存在3Hz左右偏移现象，自身产生的部分频点不准确；
其三，数模转换器DAC本身变换频点需要接收控制芯片FPGA发送的变频点指令才能进行，使得本身变频速度较慢。
因此，亟待改进和完善通过数模转换器DAC产生发射波形所存在的缺陷，以使数字T/R组件能够产生频点准确，频点切换速度快，波形多样，相位稳定，相位切换速度快，且具有大带宽的发射波形。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种可使数字T/R组件产生频点准确、频点切换速度快、波形多样、相位稳定、相位切换速度快、且具有大带宽的发射波形，实施操作简单方便的基于DAC的雷达数字T/R组件发射波形产生方法。
本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的：
一种基于DAC的雷达数字T/R组件发射波形产生方法，硬件包括调试计算机、监控计算机、监控分系统、T/R组件、频率源；
调试计算机为单独计算机，其包括计算机硬件平台、显示器、键盘、鼠标、USB下载线，操作系统选用WIN7版本，安装程序包括NIOSⅡ12.1、QuartusⅡ12.1、Matlab2014；
监控计算机为台式计算机，其包括人机交互监控界面；监控分系统包括通讯接口板、光信号转换板；
T/R组件包括T/R组件控制板；
所述通讯接口板的硬件包括现场可编程门阵列FPGA、串行存储器EPCS、晶振、光收发模块、网络通讯模块、串口通讯模块，软件包括通讯处理软件模块；
所述光信号转接板的硬件包括现场可编程门阵列FPGA、串行存储器EPCS、晶振、光收发模块，软件包括光信号通讯处理软件模块；
所述频率源的硬件包括现场可编程门阵列FPGA、串行存储器EPCS、晶振、时钟输出射频电缆、LC滤波器、放大器、开关滤波器组；频率源输出的固定频率由数据时钟CLK1、本振时钟CLK2和IQ调制器工作时钟CLK3组成；
其特征在于，该基于DAC的雷达数字T/R组件发射波形产生方法包括以下步骤：
一、将频率源的本振时钟CLK2的频率设置为数据时钟CLK1的四倍，数据时钟CLK1、本振时钟CLK2与IQ调制器工作时钟CLK3同源、相参；
二、T/R组件控制板的硬件包括现场可编程门阵列FPGA、串行存储器EPCS、晶振、光收发模块、控制模块、时序模块、发射模块、接收模块；软件包括T/R组件控制板嵌入式通讯处理软件模块；T/R组件控制板的现场可编程门阵列FPGA接收光信号转接板转发的控制T/R组件指令，分解成控制指令、波控指令与波形指令，
所述波形指令为基带载波信号，接收后存储在RAM中，发射方波起始时开始读出；
所述控制指令包含行地址、列地址、激励开关，
所述波控指令包括发射频点、发射带宽、发射方波的起始与脉宽、波形选择控制；采集T/R组件的状态信息，将状态信息与回波信号合成后传输给光信号转接板；
三、增加数据率为6MHz的基带载波信号，所述基带载波信号为零频信号，信号的带宽最大为3MHz，不同带宽带来的滤波损失可通过调整相位的IQ值进行补偿，6MHz时钟由数模转换器DAC工作的数据时钟CLK1分频产生，保证两者相参，基带载波信号可选择不同波形，包括：杂波、0.5M带宽调制信号、1M带宽调制信号、1.5M带宽调制信号、2.5M带宽调制信号、测试信号、单频点信号，也可自制载波信号；波形多样可选，满足不同任务目标需求；
四、对基带载波进行相位调整，以保证相控阵雷达各数字T/R组件波形输出相位稳定、相参；
五、对于数模转换器DAC中NCO产生的有偏移的频点，通过数模转换器DAC中NCO产生所需频点附近的稳定频点+FPGA中NCO产生的额外频点的方式实现；
六、当雷达作小范围-1/2fs～+1/2fs频率切换时，直接通过控制现场可编程门阵列FPGA中的NCO控制码的方式快速切换频点，提高雷达频点的切换速率，所述fs为现场可编程门阵列FPGA中NCO的输入时钟频率。
本发明与现有技术相比的有益效果在于：
该基于DAC的雷达数字TR组件发射波形产生方法，通过包括六个步骤实现：在数模转换器DAC直接产生的数字波形的基础上增加基带载波波形，有效扩宽了数字信号的带宽；引入现场可编程门阵列FPGA中NCO产生的额外频点+数模转换器DAC产生所需频点附近的稳定频点的方式，确保雷达发射带宽内所有频点的准确性，同时提高了雷达频点的切换速率。使数字T/R组件可产生频点准确、频点切换速度快、波形多样、相位稳定、相位切换速度快、及大带宽的发射波形，操作简单方便。解决了数模转换器DAC因自身特性致使发射波形的数字信号带宽相对窄，发射带宽内部分频点不准确，以及变频速度慢的问题，有效提高了雷达发射波的质量。
附图说明
图1为一种基于DAC的雷达数字T/R组件发射波形产生方法的硬件结构示意图；
图2为T/R组件控制板的FPGA的软件控制流程示意图；
图3为一种基于DAC的雷达数字T/R组件发射波形产生方法的工作流程示意图。
具体实施方式
（参见图1～3），一种基于DAC的雷达数字T/R组件发射波形产生方法，硬件包括调试计算机、监控计算机、监控分系统、T/R组件、频率源，调试计算机为单独计算机，其包括计算机硬件平台、显示器、键盘、鼠标、USB下载线，操作系统选用WIN7版本，安装程序包括NIOSⅡ12.1、QuartusⅡ12.1、Matlab2014；监控计算机为台式计算机，其包括人机交互监控界面；监控分系统包括通讯接口板、光信号转换板；T/R组件包括T/R组件控制板；所述通讯接口板的硬件包括现场可编程门阵列FPGA、串行存储器EPCS、晶振、光收发模块、网络通讯模块、串口通讯模块，软件包括通讯处理软件模块；所述光信号转接板的硬件包括现场可编程门阵列FPGA、串行存储器EPCS、晶振、光收发模块，软件包括光信号通讯处理软件模块；所述频率源的硬件包括现场可编程门阵列FPGA、串行存储器EPCS、晶振、时钟输出射频电缆、LC滤波器、放大器、开关滤波器组；所述频率源输出的固定频率由数据时钟CLK1、本振时钟CLK2和IQ调制器工作时钟CLK3组成；（参见图1）；
该基于DAC的雷达数字T/R组件发射波形产生方法包括以下步骤：
一、将频率源的本振时钟CLK2的频率设置为数据时钟CLK1的四倍，数据时钟CLK1、本振时钟CLK2与IQ调制器的工作时钟CLK3同源、相参；
二、T/R组件控制板的硬件包括现场可编程门阵列FPGA、串行存储器EPCS、晶振、光收发模块、控制模块、时序模块、发射模块、接收模块；软件包括T/R组件控制板嵌入式通讯处理软件模块；T/R组件控制板的现场可编程门阵列FPGA接收光信号转接板转发的控制T/R组件指令，分解成控制指令、波控指令和波形指令，所述波形指令为基带载波信号，接收后存储在RAM中，发射方波起始时开始读出；所述控制指令包含行地址、列地址、激励开关；所述波控指令包括发射频点、发射带宽、发射方波的起始与脉宽、波形选择控制；采集T/R组件的状态信息，将状态信息与回波信号合成后传输给光信号转接板；（参见图1、图2）
三、增加数据率为6MHz的基带载波信号，基带载波信号为零频信号，信号的带宽最大为3MHz，不同带宽带来的滤波损失可通过调整相位的IQ值进行补偿，6MHz时钟由数模转换器DAC工作的数据时钟CLK1分频产生，保证两者相参，基带载波信号可选择不同波形，包括：杂波、0.5M带宽调制信号、1M带宽调制信号、1.5M带宽调制信号、2.5M带宽调制信号、测试信号、单频点信号，也可自制载波信号，波形多样可选，满足不同任务目标需求；
四、对基带载波信号进行相位调整，以保证相控阵雷达各数字T/R组件波形输出相位稳定、相参；
五、对于数模转换器DAC中NCO产生的有偏移的频点，通过数模转换器DAC中NCO产生所需频点附近的稳定频点+现场可编程门阵列FPGA中NCO产生的额外频点的方式实现；
六、当雷达作小范围-1/2fs～+1/2fs频率切换时，直接通过控制现场可编程门阵列FPGA中NCO控制码的方式实现快速频点切换，提高雷达频点的切换速率，所述fs为现场可编程门阵列FPGA中NCO的输入时钟频率（参见图1～3）。
本发明主要通过T/R组件控制板实施。T/R组件控制板包括型号为EP4S180FF35I4N的现场可编程门阵列FPGA、型号为AD9142A的数模转换器DAC、以及型号为ADL5385的IQ调制器。本发明在所述现场可编程门阵列FPGA内部通过NIOSⅡ12.1和QuartusⅡ12.1软件编程完成实施。所述调试计算机为单独计算机，包含计算机硬件平台、显示器、键盘、鼠标、USB下载线，操作系统选用WIN7版本，安装程序包括NIOSⅡ12.1、QuartusⅡ12.1、Matlab2014。
下面结合附图1～3对本发明包括的六个步骤的具体实施方式作进一步详细说明，为了陈述方便，下面将现场可编程门阵列FPGA简称为FPGA，串行存储器EPCS简称为EPCS：
步骤1，时序处理
同步处理模块接收由频率源发送的FPGA工作时钟CLK1和输入的同步方波，经同步处理后得到的同步方波作为FPGA内部各模块的同步复位用，通过时钟生成模块生成各模块的工作时钟。同步处理模块通过DQ触发器消除输入同步时钟经传输网络导致的边沿偏斜，保证FPGA复位工作在同一时刻。时钟生成模块使用锁相环和计数器生成各模块的工作时钟。（参见图2）。
步骤2，指令分解
TR组件对外通讯采用光收发模块TLC850进行通讯，FPGA接收监控界面下发的报文指令，并通过光纤收发模块、指令分解模块将报文指令分解为波形指令、波控指令和控制指令；所述波形指令传输到发射载波处理模块；所述波控指令和控制指令则发送到通讯处理模块，通讯处理模块将控制指令解析发射使能控制、发射激励控制等控制指令，将波控指令解析出发射频点、时序数据、载波控制指令并根据发射频点计算出相应的发射相位数据、发射补偿频点控制和DA控制指令。（参见图2）。
步骤3，发射相位读取
通讯处理模块根据发射频点读取存储在EPCS中的发射相位数据。通电后，通讯处理模块首先读取EPCS中的发射相位数据并存储在缓存区。（参见图2）。
步骤4，数据处理
数据处理在通讯处理模块中进行。包括相位处理、频点处理、控制处理。
所述相位处理的流程为：通过上述步骤3读取的发射相位数据包含T/R组件相位φT/R和阵面相位φF。波控指令中包括界面下发的该工作频点的初始相位φ0、行步进RS、列步进LS，控制指令下发的行地址RA、列地址LA，根据公式（1-1）：
φ=φT/R+φF+φ0+RS*RA+LS*LA 公式（1-1）
计算出雷达数字T/R组件每个通道在该频点工作所需达到的相位值φ，根据相位φ查表得到相应的相位I、Q值输出（相位与行步进、列步进均为量化后的值，量化公式为：相位*65536/360；最终求得的相位φ取高12位，每个相位对应的I、Q值预先存在表里，根据相位可取出相应的I、Q值）。
所述频点处理流程为：频点的处理公式如下：
F= FIQ/2 -（FDAC+ F′） 公式（1-2）
式中，F为界面下发的工作频点，
FIQ为IQ调试器ADL5385工作时钟，ADL5385芯片的本振时钟为工作时钟的一半；
FDAC为数模转换器DAC能产生的稳定频点，F′为FPGA中发射频点补偿模块产生的补偿频点。
发射频点补偿模块中的波形补偿数据由IP核NCO生成，NCO产生的波形数据的频率|F′|要小于NCO输入时钟频率的一半：
|F′|≤1/2 fs（其中，fs为NCO输入时钟频率）。
故，FIQ/2-F -1/2fs≤FDAC≤FIQ/2-F +1/2 fs。
数模转换器DAC中NCO能产生的稳定频点可用频谱仪测量得知，根据该范围就能确定FDAC值，根据公式（1-2）确定FDAC值后，补偿波形数据的频率F′的值即可计算出来。
所述控制处理，是根据步骤2生成的控制指令、波控指令生成FPGA各模块的控制信号如发射使能控制、发射激励控制、发射频点、时序数据、载波控制指令等。控制处理将计算结果转换成数模转换器DAC使能控制指令和FPGA中NCO频点控制指令输出。同时控制处理从控制指令中解析出数模转换器DAC使能控制指令控制选择器，产生数模转换器DAC芯片的使能信号。
步骤5，时序生成
根据通讯处理模块发送的时序数据，以同步方波为复位，通过时钟生成模块生成6MHz时钟、生成FPGA各模块的工作方波，所述工作方波包括发射方波、发射同步方波、发射补偿方波、载波方波等。（参见图2）。
步骤6，基带载波波形的输出
发射载波处理模块内部包含寻址控制和存储RAM，寻址控制将波形数据与RAM的地址对应。发射载波处理模块可接收最大带宽为3MHz、数据率为6MHz的N个基带载波的波形数据，基带载波信号为零频信号。根据需要，发射载波处理模块可接收并存储由监控界面发送的波形数据，并且每周期根据载波控制指令读取相应存储空间的基带载波波形的I、Q数据，所有的I、Q数据均为16位数据，并在发射载波方波下输出。（参见图2）。
步骤7，相位调整滤波
将所述步骤6 产生的基带载波波形I、Q数据与数据处理模块产生的相位数据I、Q进行混频（复数乘法器），得到相位调整后的发射相位载波数据I、Q，数据率为6MHz。
发射相位载波数据I、Q分别进行CIC、FIR（CIC、FIR为内部IP核）数字插值滤波，得到发射滤波波形数据，将基带载波的数据率由6MHz提高到数模转换器DAC工作时的数据频率fclk1。
注意，插值滤波过程中，由于数据率的提高需要在CIC、FIR之间增加一级数据转换器进行时钟转换，本发明中采用的是FIFO_UART，使得进入CIC的数据前后数据率一致。另外，设置FIR后必须将生成的.m文件通过Matlab打开，运行后生成滤波补偿文件，可根据需要生成不同带宽的补偿文件，统一放在一个文本文档里，在设置CIC这个IP核时将该文本文档加入滤波文件。
步骤8，发射波形输出
发射频点补偿模块由发射频点计算与NCO两部分组成，发射频点计算，是根据通讯处理模块输出的频点信息计算读取相应的NCO控制字，NCO根据计算得到的NCO控制字，在发射补偿方波下生成发射补偿波形数据，该NCO工作时钟为fclk1，产生频点为F′、数据率为fclk1的发射补偿波形数据I、Q。发射补偿波形数据I、Q与发射滤波波形数据I、Q混频（复数乘法器），生成频点为F′、数据率为fclk1的发射修正波形数据I、Q，将生成的I、Q数据通过发射波形输出模块输出到数模转换器AD9142A的数据接收端口中，同时将时钟clk1输出到数模转换器AD9142A的数据时钟接收端。
发射波形输出模块由IP核DDIO组成，通过发射波形输出模块将发射修正波形数据I、Q合成为单个16位的数据，发射输出波形数据在clk1为上升沿时为发射修正波形数据I，下降沿时为发射修正波形数据Q。
步骤9，DA转换
DA控制模块根据通讯处理模块输出的DA控制指令，生成数模转换器AD9142A的SPI控制信息，数模转换器AD9142A根据SPI控制信息中的频点控制信息与工作模式，控制NCO产生频点为FDAC的波形I、Q数据，与所述步骤8生成的频点为F′波形I、Q数据混频（复数乘法器），数据率为fclk1，生成频点为（FDAC+ F′）的I、Q数据，根据I、Q数据输出相应的I、Q射频信号。（参见图2、图3）。
步骤10，IQ调制
将所述步骤9产生的准确频点I、Q射频信号送入IQ调制器，在IQ调制器中，I、Q射频信号与IQ调制器的本振信号进行IQ调制，输出最终射频信号F。（参见图2、图3）。
步骤11，频点快速切换
切换频点时，设频点变化量为△F，在△F +F′≤1/2fs（其中，fs为FPGA中NCO输入时钟频率）的情况下，工作流程仍按所述步骤1～8进行，但不需要改变数模转换器DAC输出的稳定频点，而是直接改变补偿频点控制码，控制FPGA 的NCO产生频率为△F +F′的频点，即可达到频点快速切换目的。
本发明申请人对该基于DAC的相控阵雷达数字TR组件发射波形产生方法的发明思路是：通过采用数模转换器DAC、FPGA、数字T/R组件控制板，在数模转换器DAC直接产生数字波形的基础上增加基带载波波形，扩宽数字信号的带宽。通过FPGA中NCO+DAC方式，确保雷达带宽内所有频点的准确性，同时提高雷达频点的切换速率。以克服数模转换器DAC因自身不足导致的产生发射信号的缺陷。通过主要六个步骤实现频点准确、频点快速切换、波形多样、相位稳定、相位切换速度快、大带宽的发射波形的产生方法。在实际工作中，将该基于DAC的相控阵雷达数字T/R组件发射波形产生方法运用到雷达设备中，提高了雷达发射波的质量，取得了突出的实质性效果。
以上所述只是本发明的较佳实施例而已，上述举例说明不对本发明的实质内容作任何形式上的限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了本说明书后依据本发明的技术实质对以上具体实施方式所作的任何简单修改或变形，以及可能利用上述揭示的技术内容加以变更或修饰为等同变化的等效实施例，均仍属于本发明技术方案的范围内，而不背离本发明的实质和范围。

Claims (1)

1.一种雷达数字TR组件发射波形产生方法，硬件包括调试计算机、监控计算机、监控分系统、T/R组件、频率源，调试计算机为单独计算机，其包括计算机硬件平台、显示器、键盘、鼠标、USB下载线，操作系统选用WIN7版本，安装程序包括NIOSⅡ12.1、QuartusⅡ12.1、Matlab2014；监控计算机为台式计算机，其包括人机交互监控界面；监控分系统包括通讯接口板、光信号转换板；T/R组件包括T/R组件控制板；通讯接口板的硬件包括现场可编程门阵列FPGA、串行存储器EPCS、晶振、光收发模块、网络通讯模块、串口通讯模块，软件包括通讯处理软件模块；光信号转接板的硬件包括现场可编程门阵列FPGA、串行存储器EPCS、晶振、光收发模块，软件包括光信号通讯处理软件模块；频率源的硬件包括现场可编程门阵列FPGA、串行存储器EPCS、晶振、时钟输出射频电缆、LC滤波器、放大器、开关滤波器组；频率源输出的固定频率由数据时钟CLK1、本振时钟CLK2和IQ调制器工作时钟CLK3组成；
其特征在于，该相控阵雷达数字TR组件发射波形产生方法包括以下步骤：
一、将频率源的本振时钟CLK2的频率设置为数据时钟CLK1的四倍，数据时钟CLK1、本振时钟CLK2与IQ调制器工作时钟CLK3同源、相参；
二、T/R组件控制板的硬件包括现场可编程门阵列FPGA、串行存储器EPCS、晶振、光收发模块、控制模块、时序模块、发射模块、接收模块；软件包括T/R组件控制板嵌入式通讯处理软件模块；T/R组件控制板的现场可编程门阵列FPGA接收光信号转接板转发的控制T/R组件指令，分解成控制指令、波控指令与波形指令，所述波形指令为基带载波信号，接收后存储在RAM中，发射方波起始时开始读出；所述控制指令包含行地址、列地址、激励开关；所述波控指令包括发射频点、发射带宽、发射方波的起始与脉宽、波形选择控制；采集T/R组件的状态信息，将状态信息与回波信号合成后传输给光信号转接板；
三、增加数据率为6MHz的基带载波信号，基带载波信号为零频信号，信号的带宽最大为3MHz，不同带宽带来的滤波损失可通过调整相位的IQ值进行补偿，6MHz时钟由数模转换器DAC工作的数据时钟CLK1分频产生，保证两者相参，基带载波信号可选择不同波形，包括：杂波、0.5M带宽调制信号、1M带宽调制信号、1.5M带宽调制信号、2.5M带宽调制信号、测试信号、单频点信号，也可自制载波信号；波形多样可选，满足不同任务目标需求；
四、对基带载波信号进行相位调整，以保证相控阵雷达各数字T/R组件波形输出相位稳定、相参；
五、对于数模转换器DAC中NCO产生的有偏移的频点，通过数模转换器DAC中NCO产生所需频点附近的稳定频点+FPGA中NCO产生的额外频点的方式实现；
六、雷达小范围-1/2fs～+1/2fs频率切换时，直接通过控制FPGA中NCO控制码的方式实现快速频点切换，提高雷达频点的切换速率，所述fs为现场可编程门阵列FPGA中NCO的输入时钟频率。
CN201910929888.XA 2019-09-29 2019-09-29 一种基于dac的雷达数字t/r组件发射波形产生方法 Active CN110646784B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910929888.XA CN110646784B (zh) 2019-09-29 2019-09-29 一种基于dac的雷达数字t/r组件发射波形产生方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910929888.XA CN110646784B (zh) 2019-09-29 2019-09-29 一种基于dac的雷达数字t/r组件发射波形产生方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110646784A true CN110646784A (zh) 2020-01-03
CN110646784B CN110646784B (zh) 2021-07-30

Family

ID=69011839

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910929888.XA Active CN110646784B (zh) 2019-09-29 2019-09-29 一种基于dac的雷达数字t/r组件发射波形产生方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110646784B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113030872A (zh) * 2021-03-18 2021-06-25 中国电子科技集团公司第三十八研究所 适用火星次表层探测雷达的高低频激励波形交替产生方法
CN113141212A (zh) * 2021-03-30 2021-07-20 重庆邮电大学 面向高效移动前传的控制字与i/q波形同步传输方法及装置
CN115276704A (zh) * 2022-07-07 2022-11-01 航天南湖电子信息技术股份有限公司 适用于宽带数字tr芯片的上变频链路系统和装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6081226A (en) * 1998-07-10 2000-06-27 Northrop Grumman Corporation Multi-mode radar exciter
US20120184229A1 (en) * 2009-04-13 2012-07-19 Viasat, Inc. Multi-Beam Active Phased Array Architecture
CN102857254A (zh) * 2012-09-21 2013-01-02 中国航空无线电电子研究所 跳频通信系统及其基带实现方法
CN102955155A (zh) * 2011-08-26 2013-03-06 中国科学院空间科学与应用研究中心 一种分布式有源相控阵雷达及其波束形成方法
CN103490776A (zh) * 2013-09-03 2014-01-01 中国电子科技集团公司第四十一研究所 一种基于数字上变频的超宽带跳频频率合成器
CN108427102A (zh) * 2018-03-04 2018-08-21 中国船舶重工集团公司第七二三研究所 一种雷达基带杂波生成装置及方法
CN108919214A (zh) * 2018-08-08 2018-11-30 航天南湖电子信息技术股份有限公司 一种相控阵雷达数字t/r组件幅相校正装置及其校正方法
CN109639403A (zh) * 2018-11-26 2019-04-16 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） 同步传输数字阵列天线基带激励数据的方法
CN109861940A (zh) * 2018-12-29 2019-06-07 中国电子科技集团公司第二十研究所 一种宽带信号iq不平衡盲估计及预补偿方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6081226A (en) * 1998-07-10 2000-06-27 Northrop Grumman Corporation Multi-mode radar exciter
US20120184229A1 (en) * 2009-04-13 2012-07-19 Viasat, Inc. Multi-Beam Active Phased Array Architecture
CN102955155A (zh) * 2011-08-26 2013-03-06 中国科学院空间科学与应用研究中心 一种分布式有源相控阵雷达及其波束形成方法
CN102857254A (zh) * 2012-09-21 2013-01-02 中国航空无线电电子研究所 跳频通信系统及其基带实现方法
CN103490776A (zh) * 2013-09-03 2014-01-01 中国电子科技集团公司第四十一研究所 一种基于数字上变频的超宽带跳频频率合成器
CN108427102A (zh) * 2018-03-04 2018-08-21 中国船舶重工集团公司第七二三研究所 一种雷达基带杂波生成装置及方法
CN108919214A (zh) * 2018-08-08 2018-11-30 航天南湖电子信息技术股份有限公司 一种相控阵雷达数字t/r组件幅相校正装置及其校正方法
CN109639403A (zh) * 2018-11-26 2019-04-16 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） 同步传输数字阵列天线基带激励数据的方法
CN109861940A (zh) * 2018-12-29 2019-06-07 中国电子科技集团公司第二十研究所 一种宽带信号iq不平衡盲估计及预补偿方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
严济鸿: "宽带相控阵雷达波束控制技术研究", 《中国博士学位论文全文数据库 信息科技辑》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113030872A (zh) * 2021-03-18 2021-06-25 中国电子科技集团公司第三十八研究所 适用火星次表层探测雷达的高低频激励波形交替产生方法
CN113030872B (zh) * 2021-03-18 2023-05-16 中国电子科技集团公司第三十八研究所 适用火星次表层探测雷达的高低频激励波形交替产生方法
CN113141212A (zh) * 2021-03-30 2021-07-20 重庆邮电大学 面向高效移动前传的控制字与i/q波形同步传输方法及装置
CN113141212B (zh) * 2021-03-30 2022-08-23 重庆邮电大学 面向移动前传的控制字与i/q波形同步传输方法及装置
CN115276704A (zh) * 2022-07-07 2022-11-01 航天南湖电子信息技术股份有限公司 适用于宽带数字tr芯片的上变频链路系统和装置
CN115276704B (zh) * 2022-07-07 2023-11-10 航天南湖电子信息技术股份有限公司 适用于宽带数字tr芯片的上变频链路系统和装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN110646784B (zh) 2021-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110646784B (zh) 一种基于dac的雷达数字t/r组件发射波形产生方法
CN103675780B (zh) 一种用于Ku波段全相参的雷达目标模拟器
CN104849700B (zh) 软件信道化相参捷变频雷达接收机及接收方法
CN102468805B (zh) 一种扫频信号发生器及扫频信号的产生方法
CN111123230B (zh) 相控阵中频雷达模拟器、雷达信号处理机测试方法及装置
CN103019117A (zh) 基于PXIe接口的数字化仪
CN104917556B (zh) 一种基于超高速dac的同步多波束信号生成方法
CN113655456A (zh) 一种雷达主动信号源
CN105137401A (zh) 一种快速细步进捷变频雷达信号产生装置
CN107168098A (zh) 一种电子对抗仿真系统
CN108107389A (zh) 基于数字调制技术的核磁共振射频脉冲发生器及控制方法
CN111521981A (zh) 一种用于雷达信号源的多通道中频信号产生方法
CN107357352B (zh) 一种宽功率动态范围微波信号精确产生方法及装置
CN102467152B (zh) 在信号源中实现调幅及振幅键控功能的方法、装置及系统
CN117214836A (zh) 一种基于RFSoC的数字阵列射频收发平台构建方法
CN101799534B (zh) 一种雷达中频信号发生器
CN108344977A (zh) 频率步进体制雷达信号源系统
CN101726668B (zh) 微波信号分析仪器的扫描控制方法及内置扫描控制器
CN108089487B (zh) 可调视频脉冲信号源
KR102101797B1 (ko) 다수의 직접 디지털 합성기 모듈을 이용한 주파수 합성기
CN110988821A (zh) 雷达目标模拟器及其控制方法
CN104242932A (zh) 一种具有非线性补偿功能的宽带信号发生器
CN114325606A (zh) 一种多体制捷变的雷达射频回波信号模拟方法
CN110764074B (zh) Fmcw调频源信号产生模块及延时控制方法
CN205015676U (zh) 高速并行d/a时钟同步装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant