一種多普勒頻移模擬器的研制

沈波　熊啟迪

摘 要

本文闡述了一種Ku波段多普勒頻移模擬器的設(shè)計(jì)方案，輸入信號(hào)經(jīng)多次變頻，通過DDS實(shí)現(xiàn)精確的動(dòng)目標(biāo)多普勒效應(yīng)頻移信號(hào)。可完成多普勒導(dǎo)航雷達(dá)進(jìn)行地面模擬測(cè)試。

【關(guān)鍵詞】多普勒頻移 多普勒導(dǎo)航 DDS

1 引言

多普勒效應(yīng)是指當(dāng)發(fā)射源與接收者之間有相對(duì)徑向運(yùn)動(dòng)時(shí)，接收到的信號(hào)頻率將發(fā)生變化，該變化量稱為多普勒頻移值。多普勒導(dǎo)航雷達(dá)正是利用這一特性進(jìn)行自身速度的測(cè)試的導(dǎo)航雷達(dá)。

目前國內(nèi)外常見的多普勒導(dǎo)航雷達(dá)一般工作在Ku波段，通過測(cè)試四個(gè)不同方向的波束分時(shí)工作得到不同的多普勒頻移值，進(jìn)而解算出自身三軸向速度。在雷達(dá)性能測(cè)試時(shí)，需要根據(jù)給定速度值，產(chǎn)生相應(yīng)的多普勒頻移，并將其調(diào)制到雷達(dá)發(fā)射信號(hào)上反饋給雷達(dá)，雷達(dá)接收到信號(hào)后進(jìn)行解調(diào)，最后測(cè)量出多普勒頻移值，并根據(jù)頻移值計(jì)算出速度。

本文介紹一種基于直接數(shù)字頻率合成（DDS）的多普勒頻移模擬器，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多普勒測(cè)速雷達(dá)性能進(jìn)行測(cè)試，實(shí)現(xiàn)飛行模擬。DDS作為新一代頻率合成技術(shù)，具備輸出頻率分辨率高、頻率切換速度快，相位變化連續(xù)以及數(shù)字化可控等優(yōu)點(diǎn)。

2 模擬器的功能要求

2.1 產(chǎn)生連續(xù)可變的多普勒頻偏

根據(jù)多普勒效應(yīng)，不同波束指向，多普勒頻移值不同，其與雷達(dá)俯仰角、滾動(dòng)角及波束指向角相關(guān)，且雷達(dá)前向波束對(duì)應(yīng)頻差為正值，后向波束對(duì)應(yīng)頻差為負(fù)。模擬器應(yīng)根據(jù)不同波束指向，輸出不同頻率值，且其頻移精度直接影響雷達(dá)測(cè)速精度。

根據(jù)雷達(dá)的工作狀態(tài)，要求模擬器根據(jù)頻率為f1的輸入信號(hào)，產(chǎn)生頻率為f1±fD的輸出信號(hào)，其中0≤fD≤+20kHz，fD頻率精度≤1Hz。

2.2 產(chǎn)生功率可控的輸出信號(hào)

根據(jù)雷達(dá)工作動(dòng)態(tài)范圍，模擬器具備1dB衰減步進(jìn)、90dB衰減動(dòng)態(tài)功率控制功能。

3 模擬器的構(gòu)成及工作原理

3.1 模擬器的組成

模擬器由軟件控制及硬件平臺(tái)構(gòu)成，其中軟件基于VB語言，讀取給定的三軸向速度及被測(cè)雷達(dá)波束指向角相關(guān)信息，計(jì)算出四波束對(duì)應(yīng)多普勒頻移值。將該頻率值以串口的形式發(fā)送至本振源，控制DDS輸出頻率。同時(shí)接收雷達(dá)回饋信息、檢測(cè)雷達(dá)跟蹤狀態(tài)及輸出的速度信息，并與給定的速度信息進(jìn)行比較，計(jì)算測(cè)速精度。根據(jù)給定飛行姿態(tài)計(jì)算出對(duì)應(yīng)波束回波功率，并以此控制模擬器輸出功率，檢測(cè)雷達(dá)跟蹤狀態(tài)。

硬件主要由PIN開關(guān)，上下變頻器，本振源、延遲線、數(shù)控衰減器及工控機(jī)組成，如圖1所示，喇叭天線接收到待測(cè)雷達(dá)信號(hào)，經(jīng)四波束PIN開關(guān)將分時(shí)工作的四通道信號(hào)合一，單刀雙擲開關(guān)將收發(fā)分離。

接收到的雷達(dá)信號(hào)進(jìn)入下變頻器，經(jīng)兩次變頻后產(chǎn)生中頻進(jìn)行延遲處理，模擬回波返回時(shí)間。延遲后中頻信號(hào)經(jīng)兩次上變頻后放大輸出，經(jīng)數(shù)控衰減器（控制回波能量）進(jìn)入四波束開關(guān)，經(jīng)天線進(jìn)入被測(cè)雷達(dá)接收機(jī)。

方案采用混頻的方式，使得接收到的脈沖信號(hào)產(chǎn)生頻偏，頻移值為多普勒頻移值。由于被測(cè)雷達(dá)與模擬器本振源的非相干性，二者頻率漂移量不可控，采用圖1所示漂移對(duì)效法，上下變頻中應(yīng)用同一本振信號(hào)，能有效抵消因模擬器本振源的不穩(wěn)定性而引入的頻率誤差，保證輸出頻移的精度。同時(shí)，在第二本振中加入多普勒頻偏，二者在在上下變頻中，第二本振誤差抵消的同時(shí)將其頻差帶入雷達(dá)發(fā)射信號(hào)中。

3.2 頻率轉(zhuǎn)換的具體實(shí)現(xiàn)及工作原理

模擬器的功能在于模擬雷達(dá)飛行中因多普勒效應(yīng)而產(chǎn)生的頻率偏移，核心問題在于如何消除系統(tǒng)誤差，確保產(chǎn)生多普勒頻移的精度。因此變頻的實(shí)現(xiàn)方案對(duì)此至關(guān)重要。

本文采用圖2所示的方案確保輸出頻移的精確度。頻率為f0基準(zhǔn)晶振經(jīng)M次倍頻濾波后，產(chǎn)生頻率為Mf0的信號(hào)，放大功分后，作為上下變頻的第一本振信號(hào)。f0基準(zhǔn)晶振經(jīng)N次倍頻濾波后，產(chǎn)生頻率為Nf0的信號(hào)，作為下變頻第二本振信號(hào)?；鶞?zhǔn)晶振進(jìn)行P次倍頻后，作為DDS的參考基準(zhǔn)信號(hào)，通過DDS頻率控制碼，使DDS輸出頻率為Nf0±fD，經(jīng)低通濾波后，作為上變頻的本振信號(hào)。

整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用一個(gè)基準(zhǔn)晶振，保證其相干性，經(jīng)過上下變頻的對(duì)消，輸出頻率為f1±fD，DDS輸出頻率的精度決定了頻移的精度。DDS與其他頻率合成技術(shù)相比較具有不可比擬的優(yōu)點(diǎn)：（1）頻率分辨率高?，F(xiàn)有工藝水平可以達(dá)到（?Hz級(jí)）；（2）頻率轉(zhuǎn)換速率快。DDS的頻率轉(zhuǎn)換速率是頻率控制字的傳輸時(shí)間和以低通濾波器為主的器件頻率響應(yīng)時(shí)間之和，其轉(zhuǎn)換時(shí)間可達(dá)?s甚至ns級(jí)；（3）輸出相位連續(xù)。通過DDS可以有效的控制模擬器頻移值，并使其連續(xù)可變。

4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

通過本方案實(shí)現(xiàn)的多普勒雷達(dá)模擬器，與雷達(dá)對(duì)接后，實(shí)現(xiàn)了雷達(dá)的模擬測(cè)試功能，跟蹤誤差小于10Hz，測(cè)速精度遠(yuǎn)大于雷達(dá)性能要求。且跟蹤速度連續(xù)可變，通過控制數(shù)控衰減器，有效實(shí)現(xiàn)雷達(dá)鎖定和丟失功能，滿足雷達(dá)靈敏度測(cè)試要求。

5 結(jié)束語

本文闡述了多普勒頻移模擬器的設(shè)計(jì)方案，通過上下變頻中本振頻率的差異使得Ku波段的接收信號(hào)產(chǎn)生頻偏，實(shí)現(xiàn)多普勒效應(yīng)的模擬。該頻偏應(yīng)用數(shù)字頻率合成器（DDS）產(chǎn)生，具有高分辨率，連續(xù)快速可變的特點(diǎn)。運(yùn)用對(duì)消技術(shù)，消除了晶振長(zhǎng)期頻率穩(wěn)定度對(duì)輸出頻率精度的影響，保證模擬器測(cè)速精度的實(shí)現(xiàn)。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，證明該方案滿足設(shè)計(jì)要求。

參考文獻(xiàn)

[1]夏永祥，郭德淳，于軍等.基于AD9858的快速捷變頻率合成器的設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代雷達(dá)，2005，27（7）：58-61.

[2]丁鷺飛，耿富錄.雷達(dá)原理（第二版）[M].西安：電子科技大學(xué)出版社，2002（06）.

作者單位

陜西長(zhǎng)嶺電子科技有限責(zé)任公司 陜西省寶雞市 721006endprint

摘 要

本文闡述了一種Ku波段多普勒頻移模擬器的設(shè)計(jì)方案，輸入信號(hào)經(jīng)多次變頻，通過DDS實(shí)現(xiàn)精確的動(dòng)目標(biāo)多普勒效應(yīng)頻移信號(hào)?？赏瓿啥嗥绽諏?dǎo)航雷達(dá)進(jìn)行地面模擬測(cè)試。

【關(guān)鍵詞】多普勒頻移 多普勒導(dǎo)航 DDS

1 引言

多普勒效應(yīng)是指當(dāng)發(fā)射源與接收者之間有相對(duì)徑向運(yùn)動(dòng)時(shí)，接收到的信號(hào)頻率將發(fā)生變化，該變化量稱為多普勒頻移值。多普勒導(dǎo)航雷達(dá)正是利用這一特性進(jìn)行自身速度的測(cè)試的導(dǎo)航雷達(dá)。

目前國內(nèi)外常見的多普勒導(dǎo)航雷達(dá)一般工作在Ku波段，通過測(cè)試四個(gè)不同方向的波束分時(shí)工作得到不同的多普勒頻移值，進(jìn)而解算出自身三軸向速度。在雷達(dá)性能測(cè)試時(shí)，需要根據(jù)給定速度值，產(chǎn)生相應(yīng)的多普勒頻移，并將其調(diào)制到雷達(dá)發(fā)射信號(hào)上反饋給雷達(dá)，雷達(dá)接收到信號(hào)后進(jìn)行解調(diào)，最后測(cè)量出多普勒頻移值，并根據(jù)頻移值計(jì)算出速度。

本文介紹一種基于直接數(shù)字頻率合成（DDS）的多普勒頻移模擬器，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多普勒測(cè)速雷達(dá)性能進(jìn)行測(cè)試，實(shí)現(xiàn)飛行模擬。DDS作為新一代頻率合成技術(shù)，具備輸出頻率分辨率高、頻率切換速度快，相位變化連續(xù)以及數(shù)字化可控等優(yōu)點(diǎn)。

2 模擬器的功能要求

2.1 產(chǎn)生連續(xù)可變的多普勒頻偏

根據(jù)多普勒效應(yīng)，不同波束指向，多普勒頻移值不同，其與雷達(dá)俯仰角、滾動(dòng)角及波束指向角相關(guān)，且雷達(dá)前向波束對(duì)應(yīng)頻差為正值，后向波束對(duì)應(yīng)頻差為負(fù)。模擬器應(yīng)根據(jù)不同波束指向，輸出不同頻率值，且其頻移精度直接影響雷達(dá)測(cè)速精度。

根據(jù)雷達(dá)的工作狀態(tài)，要求模擬器根據(jù)頻率為f1的輸入信號(hào)，產(chǎn)生頻率為f1±fD的輸出信號(hào)，其中0≤fD≤+20kHz，fD頻率精度≤1Hz。

2.2 產(chǎn)生功率可控的輸出信號(hào)

根據(jù)雷達(dá)工作動(dòng)態(tài)范圍，模擬器具備1dB衰減步進(jìn)、90dB衰減動(dòng)態(tài)功率控制功能。

3 模擬器的構(gòu)成及工作原理

3.1 模擬器的組成

模擬器由軟件控制及硬件平臺(tái)構(gòu)成，其中軟件基于VB語言，讀取給定的三軸向速度及被測(cè)雷達(dá)波束指向角相關(guān)信息，計(jì)算出四波束對(duì)應(yīng)多普勒頻移值。將該頻率值以串口的形式發(fā)送至本振源，控制DDS輸出頻率。同時(shí)接收雷達(dá)回饋信息、檢測(cè)雷達(dá)跟蹤狀態(tài)及輸出的速度信息，并與給定的速度信息進(jìn)行比較，計(jì)算測(cè)速精度。根據(jù)給定飛行姿態(tài)計(jì)算出對(duì)應(yīng)波束回波功率，并以此控制模擬器輸出功率，檢測(cè)雷達(dá)跟蹤狀態(tài)。

硬件主要由PIN開關(guān)，上下變頻器，本振源、延遲線、數(shù)控衰減器及工控機(jī)組成，如圖1所示，喇叭天線接收到待測(cè)雷達(dá)信號(hào)，經(jīng)四波束PIN開關(guān)將分時(shí)工作的四通道信號(hào)合一，單刀雙擲開關(guān)將收發(fā)分離。

接收到的雷達(dá)信號(hào)進(jìn)入下變頻器，經(jīng)兩次變頻后產(chǎn)生中頻進(jìn)行延遲處理，模擬回波返回時(shí)間。延遲后中頻信號(hào)經(jīng)兩次上變頻后放大輸出，經(jīng)數(shù)控衰減器（控制回波能量）進(jìn)入四波束開關(guān)，經(jīng)天線進(jìn)入被測(cè)雷達(dá)接收機(jī)。

方案采用混頻的方式，使得接收到的脈沖信號(hào)產(chǎn)生頻偏，頻移值為多普勒頻移值。由于被測(cè)雷達(dá)與模擬器本振源的非相干性，二者頻率漂移量不可控，采用圖1所示漂移對(duì)效法，上下變頻中應(yīng)用同一本振信號(hào)，能有效抵消因模擬器本振源的不穩(wěn)定性而引入的頻率誤差，保證輸出頻移的精度。同時(shí)，在第二本振中加入多普勒頻偏，二者在在上下變頻中，第二本振誤差抵消的同時(shí)將其頻差帶入雷達(dá)發(fā)射信號(hào)中。

3.2 頻率轉(zhuǎn)換的具體實(shí)現(xiàn)及工作原理

模擬器的功能在于模擬雷達(dá)飛行中因多普勒效應(yīng)而產(chǎn)生的頻率偏移，核心問題在于如何消除系統(tǒng)誤差，確保產(chǎn)生多普勒頻移的精度。因此變頻的實(shí)現(xiàn)方案對(duì)此至關(guān)重要。

本文采用圖2所示的方案確保輸出頻移的精確度。頻率為f0基準(zhǔn)晶振經(jīng)M次倍頻濾波后，產(chǎn)生頻率為Mf0的信號(hào)，放大功分后，作為上下變頻的第一本振信號(hào)。f0基準(zhǔn)晶振經(jīng)N次倍頻濾波后，產(chǎn)生頻率為Nf0的信號(hào)，作為下變頻第二本振信號(hào)?；鶞?zhǔn)晶振進(jìn)行P次倍頻后，作為DDS的參考基準(zhǔn)信號(hào)，通過DDS頻率控制碼，使DDS輸出頻率為Nf0±fD，經(jīng)低通濾波后，作為上變頻的本振信號(hào)。

整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用一個(gè)基準(zhǔn)晶振，保證其相干性，經(jīng)過上下變頻的對(duì)消，輸出頻率為f1±fD，DDS輸出頻率的精度決定了頻移的精度。DDS與其他頻率合成技術(shù)相比較具有不可比擬的優(yōu)點(diǎn)：（1）頻率分辨率高?，F(xiàn)有工藝水平可以達(dá)到（?Hz級(jí)）；（2）頻率轉(zhuǎn)換速率快。DDS的頻率轉(zhuǎn)換速率是頻率控制字的傳輸時(shí)間和以低通濾波器為主的器件頻率響應(yīng)時(shí)間之和，其轉(zhuǎn)換時(shí)間可達(dá)?s甚至ns級(jí)；（3）輸出相位連續(xù)。通過DDS可以有效的控制模擬器頻移值，并使其連續(xù)可變。

4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

通過本方案實(shí)現(xiàn)的多普勒雷達(dá)模擬器，與雷達(dá)對(duì)接后，實(shí)現(xiàn)了雷達(dá)的模擬測(cè)試功能，跟蹤誤差小于10Hz，測(cè)速精度遠(yuǎn)大于雷達(dá)性能要求。且跟蹤速度連續(xù)可變，通過控制數(shù)控衰減器，有效實(shí)現(xiàn)雷達(dá)鎖定和丟失功能，滿足雷達(dá)靈敏度測(cè)試要求。

5 結(jié)束語

本文闡述了多普勒頻移模擬器的設(shè)計(jì)方案，通過上下變頻中本振頻率的差異使得Ku波段的接收信號(hào)產(chǎn)生頻偏，實(shí)現(xiàn)多普勒效應(yīng)的模擬。該頻偏應(yīng)用數(shù)字頻率合成器（DDS）產(chǎn)生，具有高分辨率，連續(xù)快速可變的特點(diǎn)。運(yùn)用對(duì)消技術(shù)，消除了晶振長(zhǎng)期頻率穩(wěn)定度對(duì)輸出頻率精度的影響，保證模擬器測(cè)速精度的實(shí)現(xiàn)。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，證明該方案滿足設(shè)計(jì)要求。

參考文獻(xiàn)

[1]夏永祥，郭德淳，于軍等.基于AD9858的快速捷變頻率合成器的設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代雷達(dá)，2005，27（7）：58-61.

[2]丁鷺飛，耿富錄.雷達(dá)原理（第二版）[M].西安：電子科技大學(xué)出版社，2002（06）.

作者單位

陜西長(zhǎng)嶺電子科技有限責(zé)任公司 陜西省寶雞市 721006endprint

摘 要

本文闡述了一種Ku波段多普勒頻移模擬器的設(shè)計(jì)方案，輸入信號(hào)經(jīng)多次變頻，通過DDS實(shí)現(xiàn)精確的動(dòng)目標(biāo)多普勒效應(yīng)頻移信號(hào)。可完成多普勒導(dǎo)航雷達(dá)進(jìn)行地面模擬測(cè)試。

【關(guān)鍵詞】多普勒頻移 多普勒導(dǎo)航 DDS

1 引言

多普勒效應(yīng)是指當(dāng)發(fā)射源與接收者之間有相對(duì)徑向運(yùn)動(dòng)時(shí)，接收到的信號(hào)頻率將發(fā)生變化，該變化量稱為多普勒頻移值。多普勒導(dǎo)航雷達(dá)正是利用這一特性進(jìn)行自身速度的測(cè)試的導(dǎo)航雷達(dá)。

目前國內(nèi)外常見的多普勒導(dǎo)航雷達(dá)一般工作在Ku波段，通過測(cè)試四個(gè)不同方向的波束分時(shí)工作得到不同的多普勒頻移值，進(jìn)而解算出自身三軸向速度。在雷達(dá)性能測(cè)試時(shí)，需要根據(jù)給定速度值，產(chǎn)生相應(yīng)的多普勒頻移，并將其調(diào)制到雷達(dá)發(fā)射信號(hào)上反饋給雷達(dá)，雷達(dá)接收到信號(hào)后進(jìn)行解調(diào)，最后測(cè)量出多普勒頻移值，并根據(jù)頻移值計(jì)算出速度。

本文介紹一種基于直接數(shù)字頻率合成（DDS）的多普勒頻移模擬器，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多普勒測(cè)速雷達(dá)性能進(jìn)行測(cè)試，實(shí)現(xiàn)飛行模擬。DDS作為新一代頻率合成技術(shù)，具備輸出頻率分辨率高、頻率切換速度快，相位變化連續(xù)以及數(shù)字化可控等優(yōu)點(diǎn)。

2 模擬器的功能要求

2.1 產(chǎn)生連續(xù)可變的多普勒頻偏

根據(jù)多普勒效應(yīng)，不同波束指向，多普勒頻移值不同，其與雷達(dá)俯仰角、滾動(dòng)角及波束指向角相關(guān)，且雷達(dá)前向波束對(duì)應(yīng)頻差為正值，后向波束對(duì)應(yīng)頻差為負(fù)。模擬器應(yīng)根據(jù)不同波束指向，輸出不同頻率值，且其頻移精度直接影響雷達(dá)測(cè)速精度。

根據(jù)雷達(dá)的工作狀態(tài)，要求模擬器根據(jù)頻率為f1的輸入信號(hào)，產(chǎn)生頻率為f1±fD的輸出信號(hào)，其中0≤fD≤+20kHz，fD頻率精度≤1Hz。

2.2 產(chǎn)生功率可控的輸出信號(hào)

根據(jù)雷達(dá)工作動(dòng)態(tài)范圍，模擬器具備1dB衰減步進(jìn)、90dB衰減動(dòng)態(tài)功率控制功能。

3 模擬器的構(gòu)成及工作原理

3.1 模擬器的組成

模擬器由軟件控制及硬件平臺(tái)構(gòu)成，其中軟件基于VB語言，讀取給定的三軸向速度及被測(cè)雷達(dá)波束指向角相關(guān)信息，計(jì)算出四波束對(duì)應(yīng)多普勒頻移值。將該頻率值以串口的形式發(fā)送至本振源，控制DDS輸出頻率。同時(shí)接收雷達(dá)回饋信息、檢測(cè)雷達(dá)跟蹤狀態(tài)及輸出的速度信息，并與給定的速度信息進(jìn)行比較，計(jì)算測(cè)速精度。根據(jù)給定飛行姿態(tài)計(jì)算出對(duì)應(yīng)波束回波功率，并以此控制模擬器輸出功率，檢測(cè)雷達(dá)跟蹤狀態(tài)。

硬件主要由PIN開關(guān)，上下變頻器，本振源、延遲線、數(shù)控衰減器及工控機(jī)組成，如圖1所示，喇叭天線接收到待測(cè)雷達(dá)信號(hào)，經(jīng)四波束PIN開關(guān)將分時(shí)工作的四通道信號(hào)合一，單刀雙擲開關(guān)將收發(fā)分離。

接收到的雷達(dá)信號(hào)進(jìn)入下變頻器，經(jīng)兩次變頻后產(chǎn)生中頻進(jìn)行延遲處理，模擬回波返回時(shí)間。延遲后中頻信號(hào)經(jīng)兩次上變頻后放大輸出，經(jīng)數(shù)控衰減器（控制回波能量）進(jìn)入四波束開關(guān)，經(jīng)天線進(jìn)入被測(cè)雷達(dá)接收機(jī)。

方案采用混頻的方式，使得接收到的脈沖信號(hào)產(chǎn)生頻偏，頻移值為多普勒頻移值。由于被測(cè)雷達(dá)與模擬器本振源的非相干性，二者頻率漂移量不可控，采用圖1所示漂移對(duì)效法，上下變頻中應(yīng)用同一本振信號(hào)，能有效抵消因模擬器本振源的不穩(wěn)定性而引入的頻率誤差，保證輸出頻移的精度。同時(shí)，在第二本振中加入多普勒頻偏，二者在在上下變頻中，第二本振誤差抵消的同時(shí)將其頻差帶入雷達(dá)發(fā)射信號(hào)中。

3.2 頻率轉(zhuǎn)換的具體實(shí)現(xiàn)及工作原理

模擬器的功能在于模擬雷達(dá)飛行中因多普勒效應(yīng)而產(chǎn)生的頻率偏移，核心問題在于如何消除系統(tǒng)誤差，確保產(chǎn)生多普勒頻移的精度。因此變頻的實(shí)現(xiàn)方案對(duì)此至關(guān)重要。

本文采用圖2所示的方案確保輸出頻移的精確度。頻率為f0基準(zhǔn)晶振經(jīng)M次倍頻濾波后，產(chǎn)生頻率為Mf0的信號(hào)，放大功分后，作為上下變頻的第一本振信號(hào)。f0基準(zhǔn)晶振經(jīng)N次倍頻濾波后，產(chǎn)生頻率為Nf0的信號(hào)，作為下變頻第二本振信號(hào)?；鶞?zhǔn)晶振進(jìn)行P次倍頻后，作為DDS的參考基準(zhǔn)信號(hào)，通過DDS頻率控制碼，使DDS輸出頻率為Nf0±fD，經(jīng)低通濾波后，作為上變頻的本振信號(hào)。

整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用一個(gè)基準(zhǔn)晶振，保證其相干性，經(jīng)過上下變頻的對(duì)消，輸出頻率為f1±fD，DDS輸出頻率的精度決定了頻移的精度。DDS與其他頻率合成技術(shù)相比較具有不可比擬的優(yōu)點(diǎn)：（1）頻率分辨率高。現(xiàn)有工藝水平可以達(dá)到（?Hz級(jí)）；（2）頻率轉(zhuǎn)換速率快。DDS的頻率轉(zhuǎn)換速率是頻率控制字的傳輸時(shí)間和以低通濾波器為主的器件頻率響應(yīng)時(shí)間之和，其轉(zhuǎn)換時(shí)間可達(dá)?s甚至ns級(jí)；（3）輸出相位連續(xù)。通過DDS可以有效的控制模擬器頻移值，并使其連續(xù)可變。

4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

通過本方案實(shí)現(xiàn)的多普勒雷達(dá)模擬器，與雷達(dá)對(duì)接后，實(shí)現(xiàn)了雷達(dá)的模擬測(cè)試功能，跟蹤誤差小于10Hz，測(cè)速精度遠(yuǎn)大于雷達(dá)性能要求。且跟蹤速度連續(xù)可變，通過控制數(shù)控衰減器，有效實(shí)現(xiàn)雷達(dá)鎖定和丟失功能，滿足雷達(dá)靈敏度測(cè)試要求。

5 結(jié)束語

本文闡述了多普勒頻移模擬器的設(shè)計(jì)方案，通過上下變頻中本振頻率的差異使得Ku波段的接收信號(hào)產(chǎn)生頻偏，實(shí)現(xiàn)多普勒效應(yīng)的模擬。該頻偏應(yīng)用數(shù)字頻率合成器（DDS）產(chǎn)生，具有高分辨率，連續(xù)快速可變的特點(diǎn)。運(yùn)用對(duì)消技術(shù)，消除了晶振長(zhǎng)期頻率穩(wěn)定度對(duì)輸出頻率精度的影響，保證模擬器測(cè)速精度的實(shí)現(xiàn)。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，證明該方案滿足設(shè)計(jì)要求。

參考文獻(xiàn)

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作者單位

陜西長(zhǎng)嶺電子科技有限責(zé)任公司 陜西省寶雞市 721006endprint