频控阵雷达频率合成子系统的设计与实现

发布时间：2021-08-20 12:13

　　频控阵雷达是一种按照某种特定规则给相邻阵元的发射载频施加微小频偏的新体制雷达,因其波束指向会随着距离的变化而发生偏转,能有效提供探测目标处距离维度的信息,成为国内外研究人员近年来研究的热点问题。对于频控阵雷达的原理、机制以及基本特性,国内外研究人员的认识早已达成一致,但对于频偏的施加方式,以及频偏方案的讨论,从未休止,而有关频控阵雷达采用何种发射结构和发射波形,如何选择频偏类型并保证达到最优效果,一直都是大家比较关心的问题。针对这些问题,本文开展了理论分析、方案研究、设计实现、测试验证等工作,主要内容如下:（1）提出了一种可以应用于频控阵雷达的线性频率调制连续波形多路相参电路结构。通过将线性频率调制连续波形技术和直接数字频率合成技术结合,对直接数字频率合成结构进行优化,解决了单个直接数字频率合成信号源产生多路信号的问题,实现了线性频率调制技术的数字化,有效降低了电路结构的复杂度,提高了多路信号产生的效率。（2）满足频控阵雷达样机对频率和相位的多样化需求。通过现场可编程门阵列（Filed Programmable Gate Array,FPGA）电路实现对频率合成系统的频率切换、频控阵雷... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

线性频率增量fffff

第四章频控阵发射源的系统设计与实现334.2频控阵雷达发射系统方案本节将通过对既有方案回顾，综合各方案优缺点，提出本文的设计方案，并对方案中芯片选型和各模块原理做详细介绍。4.2.1既有方案回顾图4-1是2009年美国的Antonik[34]等人设计的频控阵雷达发射方案，该方案采用的是频率、相位、功率等各部分独立可调的信号源设计，发射频率选择的是3.1GHz，采用的是连续波形发射，发射天线选取的是3*5的天线阵列，每3个竖向的天线组成一个子阵元，每一列的子阵元作为一个通道由单独的信号源驱动，一共分成5个通道，5个独立的信号源。所有的信号源都由统一的时钟来驱动，每个通道的信号都被功分成4路，没有用到的那一路信号作为信号测试用。实物图如图4-2所示。clk移相器放大器图4-1频控阵雷达直接混频输出电路结构图4-2频控阵雷达直接混频输出电路实物

电子科技大学硕士学位论文342010年JingjingHuang[17]等人设计了一种基于锁相环技术的频控阵雷达信号源产生方案，该方案也首次将锁相环技术应用在频控阵的信号源上，并成功进行了实验，该方案图如图4-3所示，其中包括了鉴相器，压控振荡器，低通滤波器等器件，输出信号outf经N分频之后反馈到鉴相器，当与鉴相器的输入参考信号reff一致时，输出信号outf就进入锁定状态。此时可得稳定的输出信号outreffNf。该方案中选取的是一个含有可编程10bit的N计数器和6bit的A计数器的鉴相器，并外加了预分频器，用来提高频率，最终得到输出的频率outreffNPAf。电压泵鉴相器环路滤波器压控振荡器Nreffoutf图4-3基于锁相环的频控阵雷达发射源结构图4-4基于锁相环的频控阵雷达发射源电路2011年TAYLANEKER[33]设计了一种基于线性频率调制连续波形的频控阵雷达发射源实物图如图4-5所示，只需要一个独立的LFMCW源，外加多路延时线，就可以产生不同频率的信号，该频控阵发射源具体原理见3.2.2.1小节中的介绍。

【参考文献】：
期刊论文
[1]频控阵雷达技术及其应用研究进展[J]. 王文钦,陈慧,郑植,张顺生.  雷达学报. 2018(02)
[2]频控阵特征及应用前景综述[J]. 张希会,王文钦.  电讯技术. 2016(07)
[3]频控阵雷达:概念、原理与应用[J]. 王文钦,邵怀宗,陈慧.  电子与信息学报. 2016(04)
[4]频率合成技术发展概述[J]. 迟忠君,徐云,常飞.  现代科学仪器. 2006(03)

博士论文
[1]高性能频率合成技术研究与应用[D]. 杨远望.电子科技大学 2011



本文编号：3353478