基于DDS技術(shù)的L波段設(shè)計(jì)

基于DDS技術(shù)的L波段設(shè)計(jì)

《中國(guó)西部科技雜志》2023年第五期

1DDS多通道輸出應(yīng)用

N：相位累加器比特?cái)?shù)；M：相位累加器實(shí)際對(duì)ROM尋址的比特?cái)?shù)；S：ROM輸出正弦信號(hào)（離散化）的比特?cái)?shù)；B：相位累加器舍去的比特?cái)?shù)，滿(mǎn)意B=N-M。本系統(tǒng)中應(yīng)用DDS芯片為國(guó)產(chǎn)GM4941,它是一款具有4路獨(dú)立通道的直接數(shù)字頻率合成器（DDS），每個(gè)通道均可供應(yīng)獨(dú)立的相位、頻率、幅度掌握，最高工作頻率可達(dá)1.6GHz。全部通道共用一個(gè)公共系統(tǒng)時(shí)鐘，具有固有的同步性，支持多設(shè)備同步。GM4941支持頻率掃描（sweep），雙頻鍵控（FSK-Frequencyswitchkeying），雙相鍵控（PSK-phaseswitchkeying），幅度掌握（RAMP和OSK-outputswitchkeying），混頻等功能，此外GM4941還支持多芯片同步，易于大于4通道系統(tǒng)的擴(kuò)展應(yīng)用。GM4941集成一線和8線串口配置方式，串口配置速度最高可達(dá)200MHz，可實(shí)現(xiàn)高速、敏捷的配置。GM4941內(nèi)部集成4個(gè)14位精度的DAC，能保證很好的動(dòng)態(tài)性能（寬帶SFDR50dBc，窄帶SFDR（±2MHzoffset）72dBc）。

本系統(tǒng)中主要應(yīng)用DDS芯片雙通道獨(dú)立混頻功能，混出兩路L波段信號(hào)，一路作為放射的基頻小信號(hào)，另一路作為本振基頻小信號(hào)，這樣就可以實(shí)現(xiàn)兩路相參的放射與本振信號(hào)，也可以輸出特別簡(jiǎn)單的調(diào)制信號(hào)。DDS局部應(yīng)用原理框圖如圖2所示。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)2通道數(shù)字信號(hào)發(fā)生，主要由一片4通道DDS、FPGA、以及外部接口構(gòu)成。通過(guò)FPGA配置DDS存放器，使用混頻功能，后端連接帶通濾波器，生成線性調(diào)頻、相位編碼等L波段信號(hào)。該系統(tǒng)以4通道DDS芯片替代了兩片AD9910芯片，極大地減小系統(tǒng)體積，降低系統(tǒng)功耗，同時(shí)也解決了通道之間準(zhǔn)確的同步問(wèn)題。

2DDS在收發(fā)系統(tǒng)中應(yīng)用

由頻率發(fā)生器產(chǎn)生頻率為F的放射信號(hào)，經(jīng)放大、濾波后，由放射天線將該信號(hào)放射出去，完成信號(hào)放射過(guò)程。由接收天線接收到的回波信號(hào)與頻率發(fā)生器產(chǎn)生的頻率為F-5MHz的信號(hào)分別與由頻率為F-300MHz的相參信號(hào)混頻，產(chǎn)生頻率分別為300MHz和295MHz的中頻信號(hào)，其中頻率為300MHz的信號(hào)包含目標(biāo)特性信息，頻率為295MHz的信號(hào)經(jīng)濾波放大后作為二次混頻的本振信號(hào)。頻率為300MHz的中頻信號(hào)經(jīng)對(duì)消模塊處理，其中的主波泄漏信號(hào)和近距離墻雜波得到了抑制，再經(jīng)放大濾波后，與頻率為295MHz的本振信號(hào)進(jìn)展混頻處理，得到頻率為5MHz的中頻信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)靈敏度頻率掌握（SFC）電路處理后，得到了最終的中頻輸出。圖3收發(fā)系統(tǒng)原理框圖

3總結(jié)

綜合上述,本系統(tǒng)拋棄了以往采納多片DDS芯片輸出300MHz以下中頻，然后加多級(jí)混頻器混頻到L波段信號(hào)的方法。大膽采納僅由一片DDS芯片實(shí)現(xiàn)了多路L波段射頻信號(hào)，以此為根底設(shè)計(jì)了L波段收發(fā)系統(tǒng)，降低了本錢(qián)、減低了功耗、縮小了體積、提高了性能。經(jīng)測(cè)試性能