[发明专利]基于DDS和乒乓式锁相环相结合的步进频信号产生方法

权利要求书

1.一种基于DDS和乒乓式锁相环相结合的步进频信号产生方法，将直接数字频率合成和锁相频率合成结合到一起，用于提高雷达频率合成器的战技指标，其特征在于：直接数字频率合成(DDS)用于合成窄带小步进信号，乒乓式锁相环用于合成宽带大步进信号，通过频率搬移的方式将宽带大步进信号与窄带小步进信号结合在一起，产生捷变频宽带步进频信号，所述步进频信号产生经过如下步骤：

1)采用直接数字频率合成(DDS)产生起始频率为f_DDS、频率步进为Δf、频率点数为K个、频率点驻留时间为Tr的中频窄带小步进信号，所述中频窄带小步进信号表示为f_DDS、f_DDS+Δf、…、f_DDS+(K-1)Δf，其带宽为(K-1)Δf；

2)通过混频的方式将DDS产生的中频窄带小步进信号的频率搬移到微波频段，产生起始频率为f_LO+f_DDS、频率步进为Δf、频率点数为K个、频率点驻留时间为Tr的微波窄带小步进信号，所述微波窄带小步进信号表示为f_LO+f_DDS、f_LO+f_DDS+Δf、…、f_LO+f_DDS+(K-1)Δf，其带宽为(K-1)Δf；

3)采用乒乓式锁相环产生起始步率为f_PLL、频率步进为KΔf、频率点数为L个、频率点驻留时间为KTr的射频宽带大步进信号，所述射频宽带大步进信号表示为f_PLL、f_PLL+KΔf、…、f_PLL+(L-1)KΔf，其带宽为(L-1)KΔf；

4)将步骤2)产生的微波窄带小步进信号和步骤3)产生的射频宽带大步进信号进行混频，得到起始频率为f_LO+f_DDS+f_PLL、频率步进为Δf、频率点数为K×L个、频率点驻留时间为Tr的微波宽带小步进信号，所述微波宽带小步进信号表示为f_LO+f_DDS+f_PLL、f_LO+f_DDS+f_PLL+Δf、…、f_LO+f_DDS+f_PLL+(KL-1)Δf，其带宽为(KL-1)Δf。如果令f₀＝f_LO+f_DDS+f_PLL、N＝K×L，所述微波宽带小步进信号就可以表示为f₀、f₀+Δf、…、f₀+(N-1)Δf，它是起始频率为f₀、频率步进为Δf、频率点数为N个、频率点驻留时间为Tr的步进频信号；

5)在脉冲宽度为τ、脉冲重复间隔为Tr的调制脉冲控制下，采用高速、高隔离调制器对步骤4)产生的微波宽带小步进信号进行脉冲调制，就可以得到最终的雷达步进频信号，它是由N个子脉冲组成的脉冲串，子脉冲宽度为τ、子脉冲重复间隔为Tr、第一个子脉冲的载波频率为f₀、子脉冲载频步进为Δf。

2.根据权利要求1所述的基于DDS和乒乓式锁相环相结合的步进频信号产生方法，其特征在于：实现该方法的装置由直接数字频率合成器(DDS)、FPGA控制电路、单刀双掷开关、两个相同锁相环路以及滤波器，倍频器、两级混频器、放大器、脉冲调制器和隔离器构成，采用两个相同的锁相环路与一个微波单刀双掷开关相结合组成乒乓式锁相环，通过FPGA控制电路的控制产生射频宽带大步进信号，FPGA控制电路还控制直接数字频率合成器(DDS)产生中频窄带小步进信号，用于实现乒乓式锁相环大步进频率之间的小步进，在直接数字频率合成器(DDS)输出端采用滤波器对DDS输出信号的带外杂散进行滤除，以用保证输出信号的频谱纯度；倍频器将输入信号f_REF直接倍频到微波频段作为第一级混频器的本振信号输出；第一级混频器将直接数字频率合成器(DDS)产生的窄带小步进信号先通过一级混频将其频率搬移到微波频段，产生微波频段窄带小步进信号，经滤波器滤除混频产生的交互调分量，再由放大器调整信号幅度；第二级混频器将产生的微波频段窄带小步进信号和乒乓式锁相环产生的射频宽带大步进信号进行混频，产生微波频段宽带小步进信号，并采用滤波器对混频产生的交互调分量进行滤除，经放大器调整信号幅度；脉冲调制器在脉冲宽度为τ、脉冲重复间隔为Tr的调制脉冲控制下对产生的步进频信号进行脉冲调制，得到最终的雷达步进频信号；隔离器用于改善前后级电路之间的驻波，提高电路的匹配。