基于DDS技術的自適應米波雷達自動頻率控制系統(tǒng)

時間：2023-05-01 11:31:57 電子通信論文我要投稿

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摘要：介紹了基于DDS技術的自適應米波雷達自動頻率控制系統(tǒng)?熏該系統(tǒng)以直接數(shù)字頻率合成技術（DDS）為基礎，以單片機為控制核心，采用高速高精度脈內測頻技術精確測量米波脈沖雷達的發(fā)射頻率，并根據(jù)測量結果由單片機控制本機振蕩器，改變其輸出的本振頻率，保證中頻頻率穩(wěn)定，確保雷達接收機的技術、戰(zhàn)術性能得到充分的發(fā)揮。

關鍵詞：本機振蕩器直接數(shù)字頻率合成自動頻率控制脈內測頻

雷達系統(tǒng)根據(jù)其工作頻率一般分為米波雷達、分米波雷達和厘米波雷達，其接收機通常是超外差形式的。分米波雷達和厘米波雷達由于其工作頻率較高，一般都有自動頻率控制（ＡＦＣ）系統(tǒng)，控制本振頻率自動跟蹤發(fā)射頻率的變化，或者控制發(fā)射頻率自動穩(wěn)定在本振頻率對應的頻率點上，保證雷達接收機的中頻頻率穩(wěn)定。但是傳統(tǒng)的模擬式單環(huán)路或雙環(huán)路ＡＦＣ系統(tǒng)由于受模擬電路本身的局限，使得ＡＦＣ的跟蹤速度慢、跟蹤頻率范圍窄、精度低，甚至有可能出現(xiàn)錯誤跟蹤的情況；此外，控制本振的自頻控雷達由于在本機振蕩器上加裝了頻率調整裝置，影響了本振的頻率穩(wěn)定度，這對動目標雷達而言是難以接受的。米波雷達由于其工作頻率較低，基本上沒有自動頻率控制系統(tǒng)，但是米波雷達的發(fā)射機工作頻率和接收機本機振蕩頻率由于環(huán)境溫度、電源電壓和負載變化而發(fā)生一定的變化，其變化范圍從幾十千赫茲到數(shù)百千赫茲，通常在５００～６００ｋＨｚ之間。雖然由此造成的中頻頻率變化量的絕對值不會超出中頻放大器的通頻帶范圍（中頻放大器的通頻帶通常≤１ＭＨｚ），但是數(shù)百千赫茲的變化量使回波信號不能得到最有效的放大，造成雷達接收機技術、戰(zhàn)術性能降低，此時即使加裝ＤＳＵ（ＤｉｇｉｔａｌＳｔａｂｌｅＵｎｉｔ）設備，也由于中頻頻率漂移的影響，使ＤＳＵ的性能無法得到最有效的發(fā)揮。

應用鎖相環(huán)頻率合成技術實現(xiàn)雷達自動頻率控制系統(tǒng)已經是比較成熟的技術方案，這種方案的應用解決了非相參雷達的自動頻率跟蹤與本振頻率穩(wěn)定度之間的矛盾，但是鎖相環(huán)固有的大慣性、大步進間隔和非線性誤差卻嚴重地限制著鎖相環(huán)自動頻率控制系統(tǒng)的性能，使其無法滿足高速、高頻率分辨率、大帶寬的要求。

ＤＤＳ技術是近幾年來迅速發(fā)展的頻率合成技術，它采用全數(shù)字化的技術，具有集成度高、體積小、相對帶寬寬、頻率分辨率高、跳頻時間短、相位連續(xù)性好、可以寬帶正交輸出、可以外加調制的優(yōu)點，并能直接與單片機接口構成智能化的頻率源�；冢模模蛹夹g的自適應米波雷達自動頻率控制系統(tǒng)是新一代的自動頻率控制（ＡＦＣ）系統(tǒng)，它以直接數(shù)字頻率合成技術（ＤＤＳ）為基礎，以單片機為控制核心，通過高速高精度脈內頻率測量模塊對雷達發(fā)射頻率進行精確測量，然后由單片機控制ＤＤＳ，對發(fā)射頻率進行搜索和跟蹤。因此它是一種易于實現(xiàn)的數(shù)字式智能化自適應頻率控制系統(tǒng)。

圖2 DDS頻率合成模塊結構圖

１系統(tǒng)組成及工作原理

基于ＤＤＳ技術的自適應米波雷達自動頻率控制系統(tǒng)主要由高速脈內頻率測量模塊、ＤＤＳ頻率合成模塊、單片機和包括頻率顯示、控制鍵盤的人機接口模塊組成，如圖１所示。

系統(tǒng)采用高速高精度實時脈內頻率測量技術，利用頻率穩(wěn)定度高達１０－９的高穩(wěn)恒溫時標對頻率進行倒計數(shù)法測量，由單片機對測量結果進行分析處理，并控制ＤＤＳ頻率合成模塊，完成對發(fā)射頻率的搜索和

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