[发明专利]一种基于高速DAC和FPGA的大带宽线性调频信号产生方法

说明书

本发明提供一种基于高速DAC和FPGA的大带宽线性调频信号产生方法，包括：通过高速DAC的参数确定DDS IP核的参数；通过LFM信号的带宽B和持续时间τ计算相位控制字k₀和Δk；将k₀和Δk输入FPGA，FPGA根据k₀和Δk计算相位偏置k_off(m)、初始相位增量k_inc(m,0)、相位增量的变化量dk_inc，再根据dk_inc计算输入相位控制字增量k_inc(m,i)；配置M个DDS IP核，将k_off(m)和k_inc(m,i)送入M个DDS IP核，输出M路复信号；配置高速DAC，将M路复信号送至高速DAC完成上变频，高速DAC输出大带宽LFM信号。本发明在满足信号带宽小于或等于DAC采样带宽的条件下可以产生任意调频斜率的宽带LFM信号，灵活性高，由精度带来的带宽积累误差小。

技术领域

本发明涉及雷达信号处理技术领域，具体而言，涉及一种基于高速DAC和FPGA的大带宽线性调频信号产生方法。

背景技术

宽带线性调频信号广泛应用于遥感卫星信号处理类单机中，在对地探测雷达、星载SAR、散射计等遥感载荷中，宽带线性调频信号是很常用的信号，宽带雷达信号比窄带雷达信号拥有更高的空间分辨率，增大了系统的信息存量，并提供了更多关于目标的频域信息，为目标识别提供更多的依据。同时，宽带雷达信号能降低多径效应影响，增强雷达的抗干扰能力。雷达探测距离远近与发射信号功率有关，探测距离越远，所需发射功率越大，但发射功率受发射机和馈电系统功率限制，由于频率分辨率的影响，宽带雷达信号的脉宽通常很大，宽脉冲可以增强雷达信号的发射功率。

由于奈奎斯特采样率的限制，目前宽带信号的产生大多采用控制DDS芯片的方式，但是性能较高的DDS芯片价格昂贵，多用于雷达系统的射频模块。而国内文献所表述的采用乘法器和累加器生成相位控制字，通过多路查找表的方式产生宽带LFM信号，这种方法灵活性差，当LFM带宽越宽，所带来的积累误差越大，导致实际带宽会与所需带宽不一致，且产生的线性调频信号带宽受处理时钟速率的限制，对时序控制有着很高的要求。

发明内容

本发明旨在提供一种基于高速DAC和FPGA的大带宽线性调频信号产生方法，以解决上述存在的问题。

本发明提供的一种基于高速DAC和FPGA的大带宽线性调频信号产生方法，包括以下步骤：

步骤1、通过高速DAC的半采样率f_s和通道数M计算确定DDS IP核处理时钟速率f_DDS，确定DDS IP核的相位控制字量化位数q，并根据高速DAC工作数据位宽确定DDS IP核输出数据位宽；

步骤2、通过LFM信号的带宽B和持续时间τ预先计算好起始频率f₀所对应的DDS相位控制字k₀，以及频率增量Δf所对应的DDS相位控制字Δk；

步骤3、将相位控制字k₀和Δk作为FPGA的输入信号，FPGA根据相位控制字k₀和Δk计算每一路DDS IP核的相位偏置k_off(m)和初始相位增量k_inc(m,0)；

步骤4、FPGA根据相位控制字k₀和Δk计算出每一路DDS IP核的相位增量的变化量dk_inc，再根据相位增量的变化量dk_inc进行迭代计算每一路DDS IP核在时刻i的输入相位控制字增量k_inc(m,i)；

步骤5、配置M个DDS IP核，将相位偏置k_off(m)和相位控制字增量k_inc(m,i)分别送入M个DDS IP核，输出M路复信号；