[发明专利]一种宽带雷达波形信号产生结构及方法

说明书

本发明提供一种宽带雷达波形信号产生结构及方法，结构如下，包括基带处理器、捷变频收发芯片、电源管理单元及时钟分配单元，基带处理器由FPGA芯片完成，通过SPI总线完成对捷变频芯片的初始化配置，并按要求产生雷达基带信号，通过发射数据端口发送给捷变频芯片，电源管理单元利用稳压器产生基带处理器与捷变频收发芯片所需的电压。本发明利用单片捷变频收发芯片加FPGA的硬件架构完成高达6GHz频率的雷达信号产生，简化了后续变频电路，具有大带宽跳频的特性，也减小了本振电路设计的复杂度。

技术领域

本发明属于雷达信号产生技术领域，具体涉及一种宽带雷达波形信号产生结构及方法。

背景技术

雷达应用主要波形信号形式为窄带脉冲信号及脉冲线性调频信号，产生一般都是由中频波形产生、上变频和功率放大等几个部分组成。目前雷达中频波形产生一般采用DDS芯片直接产生中频信号，再利用双本振信号，经两次上变频及若干滤波器、放大器等电路后，产生射频信号。雷达信号需要较宽的工作带宽，往往通过本振跳频来完成，跳频数量的多少决定了本振信号产生的复杂度，跳频点数越多，本振越复杂。因此，现有技术主要存在几个缺点：(1)本振复杂度高(2)信号产生电路复杂。(3)DDS产生的中频信号频率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种宽带雷达波形信号产生结构及方法，克服或减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

本发明的目的通过如下技术方案实现：一种宽带雷达波形信号产生结构，包括基带处理器、捷变频收发芯片、电源管理单元及时钟分配单元，基带处理器由FPGA芯片完成，通过SPI总线完成对捷变频芯片的初始化配置，并按要求产生雷达基带信号，通过发射数据端口发送给捷变频芯片，电源管理单元利用稳压器产生基带处理器与捷变频收发芯片所需的电压。

一种宽带雷达波形信号产生方法，包括如下步骤，

步骤一：根据宽带雷达信号所需的频率、带宽、功率等信息，确定芯片内部PLL设置、BLL设置、模拟滤波器带宽、数字半带滤波器抽取率、数字低通滤波器系数、基带采样率、功率设置等，将这些配置信息生成FPGA配置文件；

步骤二：利用数学软件计算出宽带雷达基带IQ信号对应的频率字，对应于单频点连续波信号，该频率字不变，对于线性调频信号，该频率字按照线性调频斜率及方向，将对应于每个基带采样周期的频率值依次计算出来，并将该频率值归一化至FPGA内DDS核所需的频率字；

步骤三：在FPGA内调用DDS的IP核，将该IP核配置为频率可编程，并将采样率设置为与捷变频收发芯片的基带采样率一致，将matlab所计算的频率字存储在FPGA的RAM中；

步骤四：通电后，利用FPGA内的配置文件，按顺序依次配置捷变频收发芯片的各个内部寄存器，并使能发射通道；

步骤五：FPGA通过外部输入选择产生波形的种类，并对应到具体的频率字存储单元内，当外部周期性触发脉冲到来时，FPGA循环播放该频率字，以完成雷达信号产生。

优选地是，还包括步骤六：当上位机需大带宽多频点跳频时，预先计算出该频率点对应的频率控制字以及相关的校准信息，并生成对应每个频点的配置信息表，按照配置芯片规定的时序要求将配置信息写入芯片寄存器内，完成雷达信号的大带宽多频点跳频。

本发明所提供的一种宽带雷达波形信号产生结构及方法的有益效果在于，1)简化雷达信号波形产生硬件电路的设计，对雷达本振模块复杂度要求降低；2)可产生最高频率达6GHz的载频信号，基带调制信号通过基带处理器输入，实现任意雷达频率调制、相位调制信号输出；3)雷达跳频范围宽，可在70MHz-6GHz内任意设置。

附图说明

图1为本发明宽带雷达波形信号产生机构的原理图；

图2为本发明一实施例中A9361内部时钟设置图；