相控阵雷达数字tr组件研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com现代雷达第2期相控阵雷达数字T／R组件研究吴曼青靳学明谭剑美(华东电子I程研究所合肥230031)【摘要】简要介绍了基于直接数字合成(DDS)技术的数字T／R组件的基本原理，对基于DDS的相控阵数字发射组件进行了实验研究．文章给出了实验结果，并进行了分析。【关键词】数字T／R组件．直接数字合成，波束控制DigitalT／RModulesforPhasedArrayRadarWUMan-qingJINXue—mingTANJian—mei(EastChinaResearchInstitut

2、eofElectronicEngineeringHeIei230031)【Abstract]TheprincipleofdigitalT／RmodulebasedOndirectdigitalsynthesis(DDS)technologyispr。_posed，andtheexperimentresultsonthedigitalT／Rmodulearegiveninthispaper．[Keywords]digitalT／Rmodule，DDS，beamcontrol2数字T／R组件的基本概念随着数字技术的发展，原先只能用模拟电路

3、实典型的基于数字T／R组件的收发全DBF相控现或在模拟电路部分实现的功能，也可以用数字电阵雷达的原理框图如图l所示。路或在数字信号处理部分实现，如数字化接收机、相控阵雷达数字波束形成等，这种技术进步正在推动相控阵雷达向着数字化的方向发展．正如Eli．Brookner所指出的那样。，相控阵天线的移相过程最后可能会成为一个数字过程。正是受上述思想的启发，我们于1993年提出了一种基于DDS的“直接数字波柬控制系统”。。其基本思想是相控阵的每个发射模块包含一个DDS芯片，利用DDS的相位可控性来实现对相控阵发射波束的控制。l995年．图1收

4、／发垒DBF相控阵雷达原理性图AdrianGarrod首次提出了数字T／R组件的基本概与常规相控阵雷达相比，其不同之处在于，收发念，并对这种基于DDS的相控阵全数字T／R组波束的形成均采用了数字波束形成技术，其核心技件进行了深人的研究，研制成功了13单元收发全术是全数字T／R组件，如图2所示。DBF相控阵雷达试验台。1996年我们开始对基于DDS技术的数字T／R组件及发射数字波束形成进行深入研究，并于1998年研制成功了4单元发射数字波束形成试验台。研究结果证明了基于DDS的发射DBF技术用于相控阵雷达的可行性，在此基础上，完成了8单

5、元收发全DBF相控阵试验系统的研制。其核心内容之一就是数字T／R组件的研制，本文简要介绍了基于DDS的数字T／R组件的体系结图2数字T／R组件构，对数字T／R组件进行了研究给出了实验结果，数字T／R组件的主要特征在于：利用DDS技并进行了分析。·收稿日期：2Do0～09—29维普资讯http://www.cqvip.com58现代雷达23卷术完成了雷达信号产生、频率源和幅相控制的～体·基于DDS的高精度幅相控制技术化实现，其控制组件的输入、输出信息都是数字化·全数字T／R组件的幅相稳定性研究的，而所有组件的同步则是靠施加于每一组件的公

6、·全数字T／R组件工程应用的可行性研究用时钟来实现的。4数字T／R组件的研制发射模式：利用DDS技术完成发射波束形成所必需的幅度和相位加权及波形产生和上变频所必需本文所研究的全数字T／R组件旨在利用DDS的本振信号(我们称之为发射DBF技术，这是我们技术的移相功能代替传统的微波数字移相器，用其研究的重点)。接收模式：利用DDS技术产生接收信幅度控制功能代替传统的微波数控衰减器，将波形号下变频所必须的本振信号，并采用数字I，Q形形成和波束形成融合在一起．并在数字部分完成发成。(我们称之为数字接收机技术。)射波束的形成。目前DDS技术可以

7、实现极高的相工作原理：系统根据发射信号的要求，确定基本位、频率和幅度控制精度．但由于DDS的工作频率的频率和幅／相控制字(形成发射波形产生所需的因比较低，无法直接输出微波频段的信号．因此必须对子)，并考虑到低副瓣幅度加权、波束扫描相位加权其进行频率扩展，一是扩展工作频率，二是扩展工作以及幅／相误差校正所需的幅相加权因子，形成统一带宽，工作频率的扩展可以通过上变频实现，带宽的的频率、幅／相控制字，控制DDS工作，其输出经过扩展则可以在通过上变频扩展工作频率的同时，通上变频模式形成所需工作频率。接收方式的工作原过改变本振信号的频率(即跳频

8、方式)来实现。全数理与通常意义接收DBF的相同。需要说明的是，字T／R组件是由收发两个模块有机结合构成的，与DDS的输出采用上变频而不采用倍频的方法是为通常的T／R组件发射通道或接收通道相比既有相了确保DDS控制相位的线