[发明专利]一种地面和星载通用的超宽带雷达信号发生装置及方法

说明书

本发明涉及一种地面和星载通用的超宽带雷达信号发生装置，与上位机连接，包括总线控制通信模块、宽带波形发生模块和模拟校正信号产生模块，总线控制通信模块，接收上位机发出的控制指令，并产生波形控制信号；宽带波形发生模块，包括相互连接的FPGA子模块和DAC，FPGA子模块包括FPGA，其接收波形控制信号，产生并行数字信号，DAC接收并行数字信号进行并串转换，输出雷达波形；模拟校正信号产生模块，对接收到的雷达波形先进行上变频、N倍频和下变频到设定的频段，最后通过功分器和数控衰减器输出一路和通道、两路差通道的模拟校正信号。与现有技术相比，本发明具有结构简单、可靠性高、容易实现的特点。

技术领域

本发明涉及波形发生技术，尤其是涉及一种地面和星载通用的超宽带雷达信号发生装置及方法。

背景技术

雷达作为现代军事领域一种不可或缺的设备,它的任务已不仅仅是完成对目标位置、速度等信息的提取,而且要求对目标进行成像分析和识别,并且具有反干扰，反隐身和自身较强的生存能力。很显然，这要求雷达发射的信号具有很大的带宽。宽带雷达波形信号在宽带相控阵、合成孔径和逆合成孔径雷达中具有广泛的应用，包括近年来迅速发展的星载SAR成像雷达，也对宽带波形发生装置有着极高的要求。

目前国内产生超宽带信号，多数选用窄带合成宽带的拼接方式，如选用频率步进脉冲串信号或者用正交调制合成宽带。这种方式不能提供瞬时超大带宽、拼接处也会存在相位不连续的问题。并且，在同一装置中能够产生的波形也较为单一，并且，目前的雷达信号发生装置主要针对地面系统，对于星载系统而言，有着明显的空白。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种地面和星载通用的超宽带雷达信号发生装置及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种地面和星载通用的超宽带雷达信号发生装置，与上位机连接，包括总线控制通信模块、宽带波形发生模块和模拟校正信号产生模块，

所述总线控制通信模块，基于FlexRay总线，实时接收所述上位机发出的控制指令，并产生相应的波形控制信号；采用FlexRay通信总线，具有数据传输率高，高可靠性和实时性好等特点，满足地面雷达波形发生装置高效和实时的要求，同时也满足星载雷达波形发生装置高可靠性和高安全性的要求，解决了雷达波形发生装置地面、星载通信总线通用的问题；

所述宽带波形发生模块，包括相互连接的FPGA子模块和DAC，所述FPGA子模块包括FPGA，其接收所述波形控制信号，并根据外部时钟信号和DAC反馈的时钟信号，利用FPGA资源单独构造相位累加器和SIN/COS查找表，产生多路并行数字信号并利用FPGA高速逻辑资源OSERDES输出，所述DAC接收所述并行数字信号进行并串转换，并经过直接式数字合成方法，输出雷达波形；

所述模拟校正信号产生模块，对接收到的所述雷达波形先进行上变频，将信号频率向高频搬移，然后通过倍频器对信号的带宽进行N倍的展宽，再进行下变频到设定的频段，最后通过功分器和数控衰减器输出一路和通道、两路差通道的模拟校正信号。通过上变频先将信号频率向高频搬移，使得上变频后的信号频段远离原输入的信号频段，然后再进行倍频，就不会发生倍频后的信号与原来的信号发生频段重合，进而产生干扰的问题。

所述DAC的转换速度为3Gbps，可提供1.2GHz的带宽，可为模拟校正信号产生模块提供带宽较宽的输入信号，使其能够应用于超宽带相控阵雷达、合成孔径雷达(SAR)等。

所述FPGA通过相位抖动来扩展传统相位截短波形综合体系的谱线能量结构，同时利用泰勒级数修正来提高信号的动态范围，产生低相位噪声和高无杂散动态范围的并行数字信号。

所述FPGA子模块包括四个DDS单元，所述DDS单元包括四个DDS子单元，每个所述DDS子单元同步产生数据，并由LVDS单元进行并串转换后产生四路并行信号，所述四路并行信号经LVDS总线输出至DAC。