基于DDS的單脈沖體制雷達目標模擬的實現(xiàn)

摘要 目標模擬器可以輔助雷達系統(tǒng)進行整機調試并幫助進行操作培訓。利用DDS芯片AD9857設計了一種單脈沖體制雷達的目標模擬器。通過數(shù)字交匯技術將模擬目標和雷達掃描波束進行交匯，計算出DDS芯片的控制參數(shù)。通過DDS芯片直接產(chǎn)生兩路所需的中頻信號，提出利用連續(xù)波校準和波形存儲技術，解決差波束正負號確定的問題。在某雷達調試過程中，驗證了該目標模擬器的有效性。
關鍵詞 單脈沖；目標模擬；比幅測角；和差波束

單脈沖體制雷達能在一個回波脈沖內(nèi)獲得關于目標位置的全部信息，這使雷達在工作過程中節(jié)約了大量的時間和能量，所以得到廣泛應用。單脈沖測角方法主要有3種：幅度比較法、相位比較法和幅度相位比較法。目前多數(shù)相控陣雷達采用的和差波束測角就是一種幅度比較單脈沖測角方法。
在幅度比較單脈沖中，天線接收的目標回波信號在和、差支路中形成和、差信號。和波束回波信號主要用于目標檢測和作為相位基準以確定信號正負，差波束回波信號主要用于測角。為較好地模擬和差波束的幅度以及之間的相位特性，文中通過數(shù)字交匯技術、連續(xù)波校準、波形存儲技術解決和差波束幅度、差波束正負號確定的問題。在某雷達調試過程中，驗證了該目標模擬器的有效性。

1 實現(xiàn)過程
1．1 系統(tǒng)組成
系統(tǒng)采用數(shù)字信號處理器(DSP)，直接數(shù)字合成器(DDS)，可編程邏輯器(FPGA)的體系結構，并配以必要的相關電路完成。DSP是系統(tǒng)的控制主機，主要完成目標飛行軌跡的建模，目標實時與雷達掃描波束的交匯比較，運算目標回波的幅度、多普勒頻率，形成DDS的控制字；FPGA為Altera公司芯片，主要完成DSP的地址譯碼、通訊接口、存儲雷達波形、產(chǎn)生DDS串口操作時序；DDS為AD公司AD9857芯片，用于在雷達時序的控制下，將波形數(shù)據(jù)上變頻形成所需的中頻模擬信號。組成框圖如圖1所示。

1．2 工作原理
外部系統(tǒng)將模擬控制命令和雷達掃描波束通過外部通訊接口輸入FPGA，并產(chǎn)生中斷信號，DSP在這個中斷信號的觸發(fā)下產(chǎn)生硬件中斷，讀取控制命令。當DSP收到開始工作命令后，模擬目標按照建立的航跡飛行，并與送來的雷達波束進行實時交匯和計算。當目標與雷達波束交匯成功時，計算交匯的幅度、多普勒頻率、距離等。將算出的數(shù)據(jù)經(jīng)FPGA數(shù)據(jù)鎖存器，DDS時序模塊，距離延遲器等處理后送至DDS芯片。
在雷達時序脈沖信號的控制下，形成動態(tài)目標中頻模擬信號送給信號處理器。工作原理如圖2所示。