[发明专利]数字信号处理器

说明书

技术领域

本发明涉及用于控制模拟电路设备的数字信号处理器(DSP)。可以将本发明有益地用于控制相控阵雷达的天线的移相器。 

背景技术

下面说明典型的相控阵雷达的结构。图5为示出包括n个(n为大于1的整数)发射/接收天线的相控阵雷达100的结构的框图。在此后的描述中，术语“移相器”是指无限移相器。这里，将相控阵雷达100的n个收发器称为分支1、分支2、...、分支n。以分支n为例，本地振荡器10产生高频波cosωt，并且移相器21-n将高频波cosωt的相位延迟-(n-1)θ以产生要输出到放大器系统31-n的发射波TX。放大器系统31-n是一个或更多个放大器与滤波器的组合。将放大器系统31-n的输出输入到环行器40-n。环行器40-n将经放大的发射波TX输出到天线50-n。这样，在高频波cosωt、cos(ωt-θ)、...、cos{ωt-(n-1)θ}作为发射波TX从分支1、分支2、...、分支n的天线50-1、50-2、...、50-n输出时，在ψ方位产生了波束。如果将天线50-1、50-2、...、50-n按此顺序以间隔d直线地布置成一排，则在将垂直于该排的方向设定为0度，并且高频波的波长为λ时，方位角ψ由式dsinψ＝λθ/2π来确定。如上面所说明的，通过将高频波提供给天线50-1、50-2、...、50-n使得每两个相邻的天线发射其间具有预定相位差的发射波X，能够在相位差所决定的方向上产生波束。 

另一方面，可以假设接收波(反射波)基本上来自方位角ψ的方向。分支n接收到的反射波比分支(n-1)接收到的反射波在相位上滞后θ。因此，在分支1接收到的反射波为 时，分支2接收到的反射波表示为 ...，分支n接收到的反射波表示为 因此，每个分支以如下方式处理接收波。以分支n为例，将接收波RX通过环行器40-n从天线50-n输出到放大器系统32-n。放大器系统32-n是一个或更多个放大器与滤波器的组合。将放大器系统32-n的输出输入到混频器60-n中。还将本地振荡器10的输出通过移相器22-n 输入该混频器。移相器22-n将对其输入的高频波cosωt的相位偏移(n-1)θ以产生高频波cos{ωt+(n-1)θ}。因此，混频器60-n的输出表示为 分支1、分支2、...、分支n的混频器60-1、混频器60-2、...、混频器60-n的输出都是 合成放大器70将混频器60-1、混频器60-2、...、混频器60-n的输出相加以产生接收波束。针对方位角ψ的每个值对合成放大器70的输出(接收波束)进行雷达处理(距离测量处理)。 

在图5所示的相控阵雷达100中，本地振荡器10与移相器21-1、21-2、...、21-n及22-1、22-2、...、22-n中的每个移相器之间的传输距离不可能彼此相同。另外，难以使得传输距离的差等于高频波波长的整数倍。因此，在相控阵雷达100中，输入到移相器21-1、21-2、...、21-n及22-1、22-2、...、22-n中的高频波的相位不可能相同。这妨碍了发射波束和接收波束具有高方向性。虽然可以通过在发出(Shipment)之前执行校准来消除相位差，然而不可能消除由于相控阵雷达100的高频电路部分的长期变化或温度变化导致的相位误差。 

需要精确地设定相控阵雷达100的每两个相邻分支的发射侧移相器的输出之间的相位差θ，以及每两个相邻分支的接收侧移相器的输出之间的相位差θ。在发射侧，可以在放大器系统31-1、31-2、...、31-n的输出(环行器40-1、40-2、...、40-n的输入)处(而不是在移相器处)保证相位差θ。