直接數字合成電路在雷達信號設計中的應用

（西安電子科技大學(xué)，陜西 西安 710071）

1 引言

　　隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，雷達對信號的要求越來(lái)越高。雷達信號必須具有頻率捷變、波形參數捷變和自適應跳頻的能力。傳統的

　　模擬方法只能產(chǎn)生單一的雷達信號，而利用直接數字合成（DDS）是解決這一問(wèn)題的最好途徑。專(zhuān)用DDS電路AD9854可以產(chǎn)生點(diǎn)頻、線(xiàn)性調頻、FSK、BPSK等各種信號形式，其幅度和相位一致性好，還有電路控制簡(jiǎn)單、方便靈活、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。2 AD9854 的結構特點(diǎn)

　　AD9854是Analog Devices公司推出的專(zhuān)用DDS電路，主要特點(diǎn)如下：

　?。?）工作速度高達300MHz，單電源3.3V供電，最大功耗1.2W（利用節能方式降低），窄帶雜散83dB，寬帶56dB，寬帶雜

2 散隨著(zhù)頻率的提高降至48dB。

　?。?）包含兩個(gè)12位高速、高性能D/A轉換器和比較器，還有兩個(gè)48位可編程頻率寄存器、兩個(gè)14位可編程相位寄存器、12位幅度調制器和可編程的波形開(kāi)關(guān)鍵以及時(shí)鐘可編程。

3 基于A(yíng)D9854 的原理框圖

　　一般DDS輸出頻率范圍從直流到40％fC,相對帶寬很寬，但目前時(shí)鐘頻率fC較低，使DDS直接輸出頻率上限較低，實(shí)際工作頻帶較窄。為了擴展帶寬，提高DDS頻率上限，我們常采用倍頻、數字上變頻、混頻等方法。下面主要介紹用DDS加其他合成技術(shù)產(chǎn)生寬帶雷達信號的兩種方案。分別如圖1和圖2所示。

　　方案1采用開(kāi)環(huán)系統結構，使得該系統具有很快的頻率捷變速度，結構簡(jiǎn)單，低雜散、低諧波性能容易實(shí)現。方案1的相位噪聲和雜散性能主要受DDS特性的影響，表現在相位截斷誤差、幅度量化誤差以及DAC非線(xiàn)性引起的誤差。 方案2除了受DDS特性的影響，還受LF、VCO的影響。方案2采用閉環(huán)系統結構，故頻率轉換時(shí)間較長(cháng)，由于采用了鎖相倍頻環(huán)，具有很高的工作頻率、寬的頻帶及純的頻譜。 由于采用了專(zhuān)用DDS電路，故兩者都具有頻率穩定度高、可編程控制等優(yōu)點(diǎn)。4 AD9854 的軟件編程

　　AD9854有5種可編程的工作模式，可以在控制寄存器中設置，分別為:

（ 1） Single- Tone （ Mode 000） ；
（ 2） Unramped FSK （ Mode 001） ；
（ 3） Ramp FSK （ Mode 010） ；
（ 4） Chirp （ Mode 011） ；
（ 5） BPSK （ Mode 100） 。

 下面就（4）、（5）兩種工作模式的軟件編程作一詳細介紹。

4.1 FMChirp 的基本編程步驟

　?。?）將1個(gè)初始頻率f0寫(xiě)進(jìn)FTW1中（FrequencyTuneWord1,并行寄存器地址04H－09H）,FTW1由FTW1=（期望輸出頻率