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基于DDS技術(shù)的自適應(yīng)米波雷達(dá)自動(dòng)頻率控制系統(tǒng)
摘要：介紹了基于DDS技術(shù)的自適應(yīng)米波雷達(dá)自動(dòng)頻率控制系統(tǒng)?熏該系統(tǒng)以直接數(shù)字頻率合成技術(shù)（DDS）為基礎(chǔ)，以單片機(jī)為控制核心，采用高速高精度脈內(nèi)測頻技術(shù)精確測量米波脈沖雷達(dá)的發(fā)射頻率，并根據(jù)測量結(jié)果由單片機(jī)控制本機(jī)振蕩器，改變其輸出的本振頻率，保證中頻頻率穩(wěn)定，確保雷達(dá)接收機(jī)的技術(shù)、戰(zhàn)術(shù)性能得到充分的發(fā)揮。關(guān)鍵詞：本機(jī)振蕩器 直接數(shù)字頻率合成 自動(dòng)頻率控制 脈內(nèi)測頻
雷達(dá)系統(tǒng)根據(jù)其工作頻率一般分為米波雷達(dá)、分米波雷達(dá)和厘米波雷達(dá)，其接收機(jī)通常是超外差形式的。分米波雷達(dá)和厘米波雷達(dá)由于其工作頻率較高，一般都有自動(dòng)頻率控制（ＡＦＣ）系統(tǒng)，控制本振頻率自動(dòng)跟蹤發(fā)射頻率的變化，或者控制發(fā)射頻率自動(dòng)穩(wěn)定在本振頻率對應(yīng)的頻率點(diǎn)上，保證雷達(dá)接收機(jī)的中頻頻率穩(wěn)定。但是傳統(tǒng)的模擬式單環(huán)路或雙環(huán)路ＡＦＣ系統(tǒng)由于受模擬電路本身的局限，使得ＡＦＣ的跟蹤速度慢、跟蹤頻率范圍窄、精度低，甚至有可能出現(xiàn)錯(cuò)誤跟蹤的情況；此外，控制本振的自頻控雷達(dá)由于在本機(jī)振蕩器上加裝了頻率調(diào)整裝置，影響了本振的頻率穩(wěn)定度，這對動(dòng)目標(biāo)雷達(dá)而言是難以接受的。米波雷達(dá)由于其工作頻率較低，基本上沒有自動(dòng)頻率控制系統(tǒng)，但是米波雷達(dá)的發(fā)射機(jī)工作頻率和接收機(jī)本機(jī)振蕩頻率由于環(huán)境溫度、電源電壓和負(fù)載變化而發(fā)生一定的變化，其變化范圍從幾十千赫茲到數(shù)百千赫茲，通常在５００～６００ｋＨｚ之間。雖然由此造成的中頻頻率變化量的絕對值不會(huì)超出中頻放大器的通頻帶范圍（中頻放大器的通頻帶通�！埽保停龋菙�(shù)百千赫茲的變化量使回波信號不能得到最有效的放大，造成雷達(dá)接收機(jī)技術(shù)、戰(zhàn)術(shù)性能降低，此時(shí)即使加裝ＤＳＵ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｔａｂｌｅ Ｕｎｉｔ）設(shè)備，也由于中頻頻率漂移的影響，使ＤＳＵ的性能無法得到最有效的發(fā)揮。
應(yīng)用鎖相環(huán)頻率合成技術(shù)實(shí)現(xiàn)雷達(dá)自動(dòng)頻率控制系統(tǒng)已經(jīng)是比較成熟的技術(shù)方案，這種方案的應(yīng)用解決了非相參雷達(dá)的自動(dòng)頻率跟蹤與本振頻率穩(wěn)定度之間的矛盾，但是鎖相環(huán)固有的大慣性、大步進(jìn)間隔和非線性誤差卻嚴(yán)重地限制著鎖相環(huán)自動(dòng)頻率控制系統(tǒng)的性能，使其無法滿足高速、高頻率分辨率、大帶寬的要求。
ＤＤＳ技術(shù)是近幾年來迅速發(fā)展的頻率合成技術(shù)，它采用全數(shù)字化的技術(shù)，具有集成度高、體積小、相對帶寬寬、頻率分辨率高、跳頻時(shí)間短、相位連續(xù)性好、可以寬帶正交輸出、可以外加調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)，并能直接與單片機(jī)接口構(gòu)成智能化的頻率源。基于ＤＤＳ技術(shù)的自適應(yīng)米波雷達(dá)自動(dòng)頻率控制系統(tǒng)是新一代的自動(dòng)頻率控制（ＡＦＣ）系統(tǒng)，它以直接數(shù)字頻率合成技術(shù)（ＤＤＳ）為基礎(chǔ)，以單片機(jī)為控制核心，通過高速高精度脈內(nèi)頻率測量模塊對雷達(dá)發(fā)射頻率進(jìn)行精確測量，然后由單片機(jī)控制ＤＤＳ，對發(fā)射頻率進(jìn)行搜索和跟蹤。因此它是一種易于實(shí)現(xiàn)的數(shù)字式智能化自適應(yīng)頻率控制系統(tǒng)。
圖2 DDS頻率合成模塊結(jié)構(gòu)圖
１ 系統(tǒng)組成及工作原理
基于ＤＤＳ技術(shù)的自適應(yīng)米波雷達(dá)自動(dòng)頻率控制系統(tǒng)主要由高速脈內(nèi)頻率測量模塊、ＤＤＳ頻率合成模塊、單片機(jī)和包括頻率顯示、控制鍵盤的人機(jī)接口模塊組成，如圖１所示。
系統(tǒng)采用高速高精度實(shí)時(shí)脈內(nèi)頻率測量技術(shù)，利用頻率穩(wěn)定度高達(dá)１０－９的高穩(wěn)恒溫時(shí)標(biāo)對頻率進(jìn)行倒計(jì)數(shù)法測量，由單片機(jī)對測量結(jié)果進(jìn)行分析處理，并控制ＤＤＳ頻率合成模塊，完成對發(fā)射頻率的搜索和
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