含中頻欺騙脈沖的DDS發射波形配置方法

文/陸文斌 周興云 金亭姝 楊振 劉世劼

含中頻欺騙脈沖的DDS發射波形配置方法

文/陸文斌 周興云 金亭姝 楊振 劉世劼

一種基于直接數字頻率合成芯片DDS AD9954的中頻波形配置方法，該配置方法可同時實現線性調頻（LFM）波形并根據外部時序靈活切換欺騙脈沖產生位置與欺騙頻率。

DDS AD9954 中頻 欺騙脈沖 發射波形 LFM BPSK NLFM

作為脈沖式雷達中頻波形發生技術的一種基本類型，線性調頻（Linear Frequency Modulation, LFM）通常由集成芯片直接數字頻率合成器（Direct Digital Synthesizer，DDS）控制產生。在發射基本工作脈沖信號的同時，為提高雷達抗干擾特性，一種利用DDS原理進行的工作脈沖前后單頻欺騙脈沖配置方法被引入并進行分析驗證。

1 DDS基本配置原理

已知，正弦/余弦波形的合成主要由兩個未知量來確定：信號頻率（frequency）與信號初始相位偏移（phase offset）。在DDS中，相位累加器（Phase Accumulator）的值與信號頻率一一對應，而相位偏移加法器（Phase Offset Adder）的值與信號初始相位偏移一一對應。通過對其內置寄存器組的配置通信，實時寫入并刷新相位累加器與相位偏移加法器的值，DDS可以實現對信號頻率及初始相位偏移的賦值與更新，進而產生具有頻率/相位變化的調制信號，即調頻信號與調相信號。

2 實現方法與設計

針對DDS AD9954，帶有欺騙脈沖的多類型發射波形產生方案，具體包含初始化與實時工作兩個階段的配置。首先，在初始化階段，為了盡量節省DDS工作過程中配置寄存器時間，且避免固定寄存器數據的周期性重復配置，需要完成以下基本寄存器的預先配置。其次，在DDS實時工作階段，含欺騙脈沖的線性調頻波形的產生需要根據時序及波形要求進行實時配置與控制。因此，對于LFM模式，時序及數據關系（具體標識參考圖1）配置方式分別見下表1。

表1：LFM配置時序及數據關系

3 測試結果分析

實測時，信號時域與頻域分析所用工具分別為Keysight Infiniium混合信號示波器及中國電子科技集團公司第四十一研究所頻率分析儀。其中，示波器規格為MSOS254A，最高測量頻率2.5GHz，最大采樣率20GSa/s，；頻譜儀規格為AV4036D，可測量頻率范圍3Hz-18GHz。

圖1為LFM含欺騙脈沖的典型調制發射脈沖信號輸出結果圖。其中，波形圖示IFout為中頻發射通道信號輸出，信號幅值近似為2V，測試電纜50Ω匹配。頻譜分辨率帶寬1kHz。

圖1：LFM欺騙脈沖工作模式波形及頻譜圖

4 結論

綜上所述，基于DDS AD9954芯片配置的含欺騙脈沖調制波形得以實現并驗證。該配置方案不僅可以適用于LFM基本調制波形的產生，還可靈活切換欺騙脈沖產生位置與欺騙頻率，提高發射波形的抗干擾特性。

[1]G.J.M.a.K.D.Sherbondy,“Combined Linear and Nonlinear Radar:Waveform Generation and Capture,”U.S.Army Research Laboratory,Adelphi,MD,2013.

[2]Analog Devices,"AD9954 Data Sheet," 2017.[Online].Available:http:// www.analog.com/media/en/technicaldocumentation/data-sheets/AD9954. pdf.

[3]I.Gladkova,“A New Approach to Radar Waveform Design,”U.S.Army Research Office,Research Triangle Park,NC,2007.

作者單位上海航天電子技術研究所 上海市 201109