基于DSP、DDS和ARM的雷達中頻信號模擬器設計與實(shí)現

雷達信號模擬器是模擬技術(shù)與雷達技術(shù)相結合的產(chǎn)物。它通過(guò)模擬的方法產(chǎn)生雷達回波信號，以便在實(shí)際雷達系統前端不具備的條件下對雷達系統后級進(jìn)行調試。隨著(zhù)數字技術(shù)的進(jìn)步，高速、超大規模集成電路的使用，雷達信號模擬系統正朝著(zhù)靈活、通用的方向發(fā)展。筆者設計了一種基于PC+ARM+DSP+DDS體系結構的能家長(cháng)雷達中頻信號模擬器，介紹了該系統的硬件設計，并以模擬相參數脈沖雷達動(dòng)目標信號為例，介紹了本系統的應用。

1 系統結構設計

現代雷達信號模擬的設計偏重于運用數字化方式實(shí)現，隨著(zhù)實(shí)時(shí)數字信號處理技術(shù)的發(fā)展，PC+DSP+D/A的體系結構成了雷達模擬器實(shí)現的主要方式。直接數字頻率合成技術(shù)（DDS）以其在頻率捷變速度、相位連續性、相對帶寬、高分辨率以及集成化等方面的優(yōu)異性能，成為現代頻率合成技術(shù)中的佼佼者，同時(shí)也為雷達中頻信號模擬的實(shí)現方式提供了新的選擇。

本設計采用PC+ARM+DSP+DDS的體系結構。PCM機對目標及環(huán)境進(jìn)行建模、運算，生成雷達中頻信號仿真數據庫，DSP根據模擬的雷達實(shí)時(shí)狀態(tài)及目標、環(huán)境的實(shí)時(shí)特性，進(jìn)行數據調度、運算和處理，最后形成控制DDS所需的調幅、調相、調頻等控制字，通過(guò)DDS產(chǎn)生雷達中頻模擬信號。

由于對模擬器通用性的考慮，PC機與DSP間的通信，希望不僅能實(shí)時(shí)改變雷達模擬信號的參數，還可以適應不同雷達體制和不同信號處理機的具體要求，方便加載新的程序。雖然通過(guò)PCI（或CPCI）能實(shí)現程序加載，并且傳輸速率快，但不能脫機工作，且插拔麻煩，不能用于筆記本調試。本設計采用ARM作為主控模塊，控制USB接口器件和DSP的主機口，完成程序的加載和參數的實(shí)時(shí)設置。

2 硬件電路的設計與實(shí)現

本系統主要包括以ARM為核心的主控模塊，以DSP為核心的實(shí)時(shí)數據處理模塊，以DDS為核心的信號生成模塊，以及包括USB、RS-232和鎖存器等的通信模塊和電源系統，其系統框圖如圖1所示。