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基于DDC和DUC的大带宽DRFM设计与实现

发布时间:2020-06-30 22:27:47 阅读: 来源:增压泵厂家

摘要 介绍了采用DDC和DUC技术实现的大带宽DRFM及其基本原理,并在Matlab中进行了理论仿真,使用QuartusⅡ完成了对整个系统及内部模块的建模,最后在Modelsim中进行了整个系统的功能仿真,为今后DRFM技术的研究提供理论和技术支持。关键词 数字射频存储器;数字下变频;数字上变频 随着超高速、超大规模集成电路的出现,数字下变频(Digial Down Converter,DDC)技术和数字上变频(Digital Up Converter,DUC)技术得到快速发展,使得DRFM系统的瞬时带宽得以提升,其中,采用正交调制解调技术的DRFM,瞬时的带宽可达到600 MHs以上,基本可覆盖一般雷达信号的带宽,甚至覆盖一般雷达信号的所有工作带宽。由此,使得雷达对抗技术进入一个新的发展空间。1 大带宽DRFM基本原理 基于DDC和DUC技术的大带宽,DRFM的基本原理是:由雷达天线接收战场的雷达信号,将接收到的雷达信号,经过高速的ADC变换器进行采样量化,转变为中频数字信号,然后经过DDC把ADC变换器输出的中频数字信号变为零中频信号,并将其进行快速存储。再将高速ROM中的数据读出,对其进行多普勒(Doppler)频移变换,使得最后输出信号比原信号多—个多普勒频移量,从而使输出信号可以模拟假目标信号的多普勒效应。再将多普勒频移后的信号经过DUC做上变频处理,将零中频信号搬到中频,其中DUC过程的各项参数设置与DDC中的各项参数完全一致,以保证能够完全恢复出中频信号的频带和相位信息,最后将输出的数字中频信号经过DAC变换器恢复为射频模拟信号,并送给发射天线进行发射。基于该原理的DBFM基本结构如图1所示。

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2 大带宽DRFM信号仿真 系统将雷达接收到的射频雷达信号,经过高速A/D变换器采样量化后得到中频数字信号,送入基于多相滤波原理实现的DDC模块,得到基带I、Q两路信号。然后与复信号进行复乘法运算,实现信号的多普勒频移,将得到的信号经过DUC模块处理后上变频为中频信号,再经过DAC输出,从而实现整个DRFM系统的功能。 设输入中频信号fIE对应的模拟信号x(t)=a(t)cos[2πfot+φ(t)]=a(t)cos[2π(f1+f2)t+φ(t)],假设振幅a(t)=1,初相φ(t)=0,中频信号的载波频率f1=750 MHz,基带信号频率f2=50MHz。中频模拟信号对应的信号频谱如图2所示。

图2显示输入信号频率为800 MHz,前面200 MHz的频谱是模拟信号对应复频率-800 MHz,经过采样率为fs=1 000 MHz的采样,频谱进行周期性搬移后,在正半轴产生的镜像频率。中频信号经过DDC模块后的频谱如图3所示。

如图3所示,将中频信号经过数字下变频(DDC)模块处理以后,得到的I、Q两路的信号对应的复信号的频谱已经为基带信号50 MHz。 假设DDS模块产生的正交信号频率fd=62.5 MHz,DDC模块输出的基带信号经过多普勒频移后,得到第一组I、Q两路信号对应复信号的频谱如图4所示。

图4所示,频率从基带的50MHz搬移到了112 5 MHz,完成了预想的结果。 将得到的信号进行数字上变频(DUC)处理,即经过与DDC的相反过程后,得到输出信号的频谱如图5所示。

图5所示,信号频率从112.5 MHz搬移到了862.5 MHz,而载波频率为750 MHz,基本与理论一致。即输入的800 MHz中频信号经过DRFM系统后转变为862.5 MHz,得到的结论与实际预想相同,完成了DRFM系统的功能。

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