[发明专利]DDS作为本振实现数字移相的四通道T/R组件实现方法

说明书

本发明属于雷达微波收发组件领域，特别涉及一种通过DDS作为本振实现数字移相的四通道T/R组件实现方法。本发明将DDS输出作为四通道T/R组件发射通路的第三本振，由雷达频率综合器产生的第二本振作为DDS的时钟信号；雷达系统采用集中式波形发生器，进行功分后输入到各路T/R通道，然后与三本振进行混频，通过对DDS的相位控制即可实现对整个发射通路的数字移相，达到相控阵雷达波束形成的目的。本发明的波控码采用差分串行信号，可以长距离传输不受干扰，而且四个T/R通道的相位码通过协议串行发送，不增加控制线数量而且易于扩展。

技术领域

本发明属于雷达微波收发组件领域，特别涉及一种通过DDS作为本振实现数字移相的四通道T/R组件实现方法。

背景技术

随着相控阵雷达的应用，T/R组件的集成度要求越来越高，发射通路和接收通路的相位控制也变得更为重要，其控制位数和精度是衡量移相性能的关键技术。接收通路的相位控制多采用DBF(Digital Beam Forming)技术实现而无需在通道中增加硬件电路，但发射通路的相位控制目前常采用的是通过数字移相器实现或者通过DDS(Direct DigitalSynthesizer)产生发射波形的同时并进行移相的方式来实现。

传统的数字移相器多采用PIN管实现，位数有限，价格高，目前常用的是6位或8位移相器，而且每个发射通路至少需要一个移相器，总体比较而言，质量重、体积大。

通过DDS产生发射波形的同时并进行移相的方式虽然可以解决传统数字移相器移相位数受限的问题，但是输出信号在性能上和模式上存在局限。一般来说，雷达所需的发射波形种类多、调制方式复杂，而且对于发射波形的信号质量要求较高，DDS输出线性调频信号来说比较简单，但是对于非线性调频、相位编码信号来说，实现起来较为复杂，而且DDS输出信号的相位噪声、杂散抑制指标相对较低，为了满足信号质量往往要提高对DDS芯片的要求，为了实现复杂波形的生成要提高对其控制芯片FPGA(Field Programmable GateArray)的性能要求，直接导致设计成本的增加。

发明内容

针对背景技术的不足，本发明提供了一种通过DDS作为本振实现数字移相的四通道T/R组件实现方法。该方法将DDS输出作为四通道T/R组件发射通路的第三本振，由雷达频率综合器产生的第二本振作为DDS的时钟信号；雷达系统采用集中式波形发生器，进行功分后输入到各路T/R通道，然后与三本振进行混频，通过对DDS的相位控制即可实现对整个发射通路的数字移相，达到相控阵雷达波束形成的目的，对DDS的性能不用做特殊的要求。采取集中式波形发生器可以实现高性能、多模式的波形输出，而且单片DDS可以实现四个发射通路的移相，单片A/D能够对四个接收通路的回波信号进行数字采样处理，通过光转换后成为光纤信号输出，大大增加了设计的集成度和传输距离。波控码采用差分串行信号，可以长距离传输不受干扰，而且四个T/R通道的相位码通过协议串行发送，不增加控制线数量而且易于扩展。

本发明的技术方案是：通过DDS作为本振实现数字移相的四通道T/R组件实现方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：雷达频率综合器产生的二本振通过功分处理模块后直接作为DDS处理模块的时钟基准信号，将DDS处理模块输出作为T/R通道的发射通路的三本振；

步骤二：采用雷达集中式波形发生器产生中频波形提供给四通道T/R组件，经过功分处理模块后输入到四路T/R通道，然后与三本振进行三混频；

步骤三：雷达频率综合器产生的一本振、二本振通过功分处理模块后提供给四路T/R通道内部的二混频器、一混频器，经过发射通路形成发射信号再经环形器后由天线发射出去；天线接收的四路回波信号由接收通路接收后送给A/D模块和光转换模块后转换成光纤信号输出；

步骤四：FPGA对雷达波控分机送来的波控码进行串行到并行转换并做解码处理形成DDS的相位控制字，实现对四路发射通路的多位数、高精度数字移相，达到相控阵雷达波束形成的目的。