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基于DDS的雷达信道波形产生设计与实现

作　者: 樊淑慧
导　师: 熊金涛；赵海清
学　校: 电子科技大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 锁相环(PLL) 直接数字频率合成(DDS) 正交调制线性调频信号
分类号: TN958
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 77次
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内容摘要

本文对锁相环(PLL)、直接数字频率合成(DDS)和正交调制原理进行了介绍,对直接数字波形合成(DDWS)及直接数字频率合成(DDFS)两种数字波形产生方法进行了较全面的对比,并对直接数字频率合成(DDS)方法产生线性调频信号(LFM)的基本理论进行了分析。由于数字器件速度的限制,目前采用数字方式直接产生的线性调频信号输出频率较低,无法满足系统的要求。我们可以用DDS产生中频线性调频信号、并采用锁相环技术产生本振信号和时钟信号,通过正交调制和混频技术实现信号频谱的搬移,在X波段输出高性能信号。本课题利用上述方法实现了雷达系统波形产生的方案设计。就该方案的主要技术指标进行了论证,并给出了具体的电路设计和测试结果。测试结果表示产品的技术指标达到或超过了系统总体设计要求。该产品在雷达系统中工作正常。并总结了设计与调试中的工程经验。该小型化雷达的成功研制对我所雷达专业的发展具有重要意义。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-15
  1.1 雷达信号波形产生技术的发展与现状  9-12
  1.2 项目的背景和意义  12
  1.3 主要工作和成果  12-13
  1.4 论文结构安排  13-15
第二章基本理论  15-43
  2.1 锁相环(PLL)技术  15-29
    2.1.1 锁相环的基本原理与组成  15-19
    2.1.2 锁相环路的相位模型和动态方程  19-21
    2.1.3 锁相环路主要特性分析  21-25
    2.1.4 几种常见的频率合成方法  25-29
  2.2 直接数字频率合成技术  29-40
    2.2.1 DDS 简介  29
    2.2.2 DDS 工作原理  29-30
    2.2.3 DDS 误差模型  30-31
    2.2.4 DDS 的误差分析  31-34
    2.2.5 DDWS 与DDFS 的比较  34-35
    2.2.6 线性调频信号波形形式讨论  35
    2.2.7 线性调频信号的分析与实现  35-40
  2.3 正交调制器原理与分析  40-43
    2.3.1 基带信号的上变频调制  40-41
    2.3.2 正交调制器的误差分析  41-43
第三章雷达信道波形产生器的方案设计  43-52
  3.1 项目指标要求  43-44
  3.2 系统指标分析、计算、论证  44-49
    3.2.1 系统相噪特性分析  44-47
    3.2.2 系统杂散抑制分析  47-48
    3.2.3 发射信号频带宽度内的频率响应  48-49
    3.2.4 一本振及下边带抑制  49
  3.3 系统功能结构框图及单元功能分析说明  49-52
    3.3.1 系统功能结构框图  49-50
    3.3.2 工作原理  50
    3.3.3 单元功能说明及接口  50-52
第四章雷达信道波形产生器的实现  52-64
  4.1 混频本振模块的实现  52-55
  4.2 DDS 时钟、信处时钟、解调参考的实现  55-56
  4.3 低中频线性调频信号的设计  56-61
    4.3.1 DDS 的选择与设计  56-58
    4.3.2 CPLD 的选型和软件实现  58-61
  4.4 正交调制器的实现  61-62
  4.5 混频器的实现  62
  4.6 放大器的实现  62-63
  4.7 输出带通滤波器的实现  63
  4.8 结构设计  63-64
第五章系统的调试与测试  64-73
  5.1 系统调试工具  64-65
    5.1.1 示波器  64
    5.1.2 频谱分析仪  64
    5.1.3 调制域分析仪  64
    5.1.4 峰值功率计  64
    5.1.5 调试台  64-65
  5.2 控制台的调试  65
  5.3 波形发生器的调试  65-66
    5.3.1 锁相环2 的调试  65
    5.3.2 时钟的调试  65
    5.3.3 CPLD+DDS 的调试  65-66
    5.3.4 正交调制器的调试  66
    5.3.5 X 波段放大器的调试  66
    5.3.6 混频器的调试  66
  5.4 系统联合调试  66-67
  5.5 测试结果  67-71
  5.6 系统实物照片  71-72
  5.7 测试结论  72-73
第六章总结  73-75
致谢  75-76
参考文献  76-78
在学期间的研究成果  78-79

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