[发明专利]一种应用于相控阵雷达的多通道同步方法

说明书

本发明提供了一种应用于相控阵雷达的多通道同步方法，包括基带数据同步和数字本振同步，基带数据同步包括FPGA接收触发信号，产生分发触发信号，使用采样时钟信号采集分发触发信号，使用同步触发信号来完成信号的采集和产生；数字本振同步包括主模块产生NCO同步触发信号，参考时钟信号采集到公共信号的上升沿后，产生trigger信号，各模块同时复位NCO，来完成NCO的同步，从而实现数字本振信号的同步。本发明实现高速数字器件信号产生和采样以及数字变频的同步控制，保证相控阵雷达多通道数字系统的同步工作，实现有源相控阵雷达和数字阵列雷达天线阵面的多通道同步，满足雷达系统波束指向、高效空间功率合成、多通道收发同步要求。

技术领域

本发明涉及一种同步方法，主要针对高采样频率的数字多通道系统，可以实现有源相控阵雷达和数字阵列雷达天线阵面的多通道同步。

背景技术

有源相控阵雷达和数字阵列雷达天线阵面均由多路TR通道构成，一般有源相控阵雷达收发时序控制和波束指向控制均由TR组件执行、实现。而数字阵列雷达的发射波形产生、回波AD变换也在数字TR组件实现。因此，引出了多通道数字TR高精度同步问题，包含多发射通道数字波形产生器之间的同步、多接收通道数字采样保持之间的同步和多通道收发之间的同步。

在发射DBF体制的雷达中，为了获得系统所需的发射增益和波束指向，系统中所有通道中的波形信号必须保证严格的时序同步。为了保证每个DDS芯片彼此同步，可以运用DDS芯片自带的自动同步功能，通过控制寄存器使每片DDS芯片都处于主动同步模式，可实现每个数字TR模块(DTRM)内多个DDS芯片的同步问题。对于多个数字TR模块模块之间的同步，可以通过对保证定时驱动电路的等长设计、多路定时信号高精度时间补偿技术等实现同步。

大规模相控阵由各数字通道分别独立完成雷达波形的产生、调制以及接收和解调，其难点在于通过高精度定时信号产生、传输补偿、驱动分配实现各数字通道的同步工作。对于多通道数字接收系统，仅取得具有优良性能的单通道采集电路是不够的，宽带阵列的多个通道难以避免在并行采样时出现不同步现象，这会极大地影响到系统性能，特别是波束形成性能。需要对各通道采样不同步造成的影响进行分析，在此基础上寻找简单易行的方法来测量和消除通道之间的不同步时延。对于多通道数字接收系统而言，影响同步的因素主要有工作时钟的同步、系统参考信号的同步和数据传输的同步问题，保证多通道间这三个信号达到纳秒级精度，就可满足数字阵列雷达的需求。

现阶段已实现的多通道同步方案大多针对低采样频率(200MHz以下)的数字多通道系统的，而针对采样频率较高(500MHz以上)的多通道数字系统尚没有合理的解决方案。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种应用于相控阵雷达的多通道同步方法，主要针对高采样频率的数字多通道系统，可以实现有源相控阵雷达和数字阵列雷达天线阵面的多通道同步。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括基带数据同步和数字本振同步；

所述的基带数据同步包括以下步骤：

第一步，FPGA接收外部输入或软触发的触发信号，在公共信号的下降沿到来时产生分发触发信号，分发触发信号分别连接各个板卡；

第二步，使用采样时钟信号采集分发触发信号，并锁存至公共信号的上升沿到来第三步，当公共信号的上升沿采集到触发信号后，在下一上升沿时刻产生同步的触发信号，使用该同步触发信号来完成信号的采集和产生；

所述的数字本振同步包括以下步骤：

第一步，主模块产生NCO同步触发信号，参考时钟信号采集到公共信号的上升沿后，产生trigger信号，该信号上拉，当下一个公共信号上升沿到来时拉低trigger信号；

第二步，trigger信号下发给从模块，当下一个公共信号上升沿到达时，采集trigger变高的动作触发；