21ic 基于dds技术的自适应米波雷达自动频率控制系统.htm

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            <P 
            style="TEXT-INDENT: 30px">高速高精度脉内频率测量模块采用倒计数法进行频率测量，主要由下变频混频器、滤波整形电路、计数器Ｔ０、计数器Ｔ１和时序控制电路组成。图３是其结构的组成框图，图４是倒计数法频率测量的时序图。</P>
            <P 
            style="TEXT-INDENT: 30px">倒计数法测频是用被测信号的Ｎ个周期形成一个计数门时间Ｔ＝Ｎ·Ｔｘ，在Ｔ时间内由时标Ｆ０计数，这样一来测频就相当于测量门宽Ｔ，Ｔ的最大量化误差是Ｔ０，Ｔｘ的最大量化误差是T0/N。</P>
            <P 
            style="TEXT-INDENT: 30px">某型雷达的发射脉冲的宽度是１３μｓ，考虑到其发射机是单级振荡式发射机，每个脉冲在起振和停振的过程中振荡不稳定，因此取中间的１０μｓ作为测频区间。该型雷达的第一中频频率为３０ＭＨｚ，在正常工作时，发射脉冲与本振信号下变频的输出频率应该是准确的３０ＭＨｚ，在１０μｓ的测频时间内应有３００个脉冲，即可取Ｎ＝３００；高稳定的时标的频率是１００ＭＨｚ，Ｔ０＝１０ｎｓ，相应的Ｔｘ的最大误差是Ｔ０／３００＝１／３０ｎｓ，据此可计算出测频的分辨率是３０ｋＨｚ，相对于雷达中频放大器接近１ＭＨｚ的带宽而言，此指标完全能够满足雷达系统的要求。用频谱分析仪实际测得的系统跟踪误差如表１所示。<BR><BR><B>表1 
            实际测得的系统跟踪误差表</B></P>
            <TABLE borderColorDark=#ffffff width="100%" borderColorLight=#000000 
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                <TD align=middle width="21%">发射频率/MHz</TD>
                <TD align=middle width="13%">147.000</TD>
                <TD align=middle width="14%">147.500</TD>
                <TD align=middle width="13%">148.000</TD>
                <TD align=middle width="14%">148.500</TD>
                <TD align=middle width="13%">149.000</TD>
                <TD align=middle width="12%">149.500</TD></TR>
              <TR class=main>
                <TD align=middle width="21%">本振输出频率/MHz</TD>
                <TD align=middle width="13%">116.999</TD>
                <TD align=middle width="14%">117.495</TD>
                <TD align=middle width="13%">118.008</TD>
                <TD align=middle width="14%">118.492</TD>
                <TD align=middle width="13%">118.990</TD>
                <TD align=middle width="12%">119.493</TD></TR>
              <TR class=main>
                <TD align=middle width="21%">跟踪误差/kHz</TD>
                <TD align=middle width="13%">-1</TD>
                <TD align=middle width="14%">-5</TD>
                <TD align=middle width="13%">+8</TD>
                <TD align=middle width="14%">-8</TD>
                <TD align=middle width="13%">-10</TD>
                <TD align=middle width="12%">-7</TD></TR>
              <TR class=main>
                <TD align=middle width="21%">发射频率/MHz</TD>
                <TD align=middle width="13%">150.000</TD>
                <TD align=middle width="14%">150.500</TD>
                <TD align=middle width="13%">151.000</TD>
                <TD align=middle width="14%">151.500</TD>
                <TD align=middle width="13%">152.000</TD>
                <TD align=middle width="12%">152.500</TD></TR>
              <TR class=main>
                <TD align=middle width="21%">本振输出频率/MHz</TD>
                <TD align=middle width="13%">119.995</TD>
                <TD align=middle width="14%">120.490</TD>
                <TD align=middle width="13%">120.990</TD>
                <TD align=middle width="14%">121.510</TD>
                <TD align=middle width="13%">122.005</TD>
                <TD align=middle width="12%">122.500</TD></TR>
              <TR class=main>
                <TD align=middle width="21%">跟踪误差/kHz</TD>
                <TD align=middle width="13%">-5</TD>
                <TD align=middle width="14%">-10</TD>
                <TD align=middle width="13%">-10</TD>
                <TD align=middle width="14%">+10</TD>
                <TD align=middle width="13%">+5</TD>
                <TD align=middle width="12%">0</TD></TR></TBODY></TABLE>
            <P 
            style="TEXT-INDENT: 30px">模块的工作过程是：当雷达触发脉冲到来时，时序控制电路打开计数器Ｔ，发射脉冲随后到来，经下变频、滤波、整形后转换成ＴＴＬ方波作为计数器Ｔ的时钟。当计数器Ｔ计到第３２个脉冲时，时序控制电路打开计数器Ｔ０，Ｔ０开始对高稳定时标计数；当计数器Ｔ计到第３３２个脉冲时，时序控制电路关闭计数器Ｔ和Ｔ０，并通知单片机已经完成一次频率测量，单片机取走测量结果，并对硬件电路复位，准备下一个周期的测量。<IMG 
            height=226 hspace=1 src="21IC 基于DDS技术的自适应米波雷达自动频率控制系统.files/11e.gif" 
            width=420 align=right vspace=1 border=0></P>
            <P style="TEXT-INDENT: 30px">２．３ 高稳定度恒温时钟模块</P>
            <P 
            style="TEXT-INDENT: 30px">本机振荡器的频率稳定度是影响雷达接收机性能的关键性指标。由于ＤＤＳ频率合成方法的输出频率稳定度仅仅取决于其时钟的频率稳定度，因此选用频率稳定度高达１０－９的恒温晶体振荡器作为整个系统的时钟。恒温晶体振荡器输出的１００ＭＨｚ高稳正弦波经放大后整形为标准的ＴＴＬ方波，一路作为频率测量模块的时间标准，另一路经Ｆ１６１分频为２５ＭＨｚ的ＴＴＬ方波，经电平转换后作为ＡＤ９８５４的外部时钟信号，利用ＡＤ９８５４内部的可编程倍频器倍频１２倍使ＡＤ９８５４工作在３００ＭＨｚ的内部时钟频率下。高稳定度恒温时钟模块组成框图如图５所示。</P>
            <P style="TEXT-INDENT: 0px"><B>３ 软件结构</B></P>
            <P 
            style="TEXT-INDENT: 30px">单片机是整个系统的控制核心，可以充分利用软件可编程控制的优势对系统进行灵活有效的控制。图６是单片机的软件框图。<IMG 
            height=580 hspace=1 src="21IC 基于DDS技术的自适应米波雷达自动频率控制系统.files/11f.gif" 
            width=363 align=right vspace=1 border=0></P>
            <P 
            style="TEXT-INDENT: 30px">通电以后单片机首先进行初始化，然后设置ＤＤＳ模块的工作模式等参数，再进行时序控制电路的复位并对所有计数器进行清零操作。随后单片机不断查询测量完成信号。当时序控制电路在雷达触发脉冲的作用下完成一次测量时?熏就通过该信号通知单片机，单片机一旦查询到测量完成便立即读入测量结果。然后进行分析，是标准中频频率时不进行本振频率的调整，直接准备下一脉冲周期的测量，若不是则计算所需的频率调整量，控制ＤＤＳ频率合成模块进行频率调整，然后再准备下一脉冲周期的测量。</P>
            <P 
style="TEXT-INDENT: 30px">搜索和跟踪过程的区别主要在于计算频率调整量的方法不同，其它流程基本一致。</P>
            <P 
            style="TEXT-INDENT: 30px">基于ＤＤＳ技术的自适应米波雷达本振自动频率控制系统集ＤＤＳ技术的先进性、全数字脉内频率测量的实时性和单片机软件可编程的灵活性于一体，实现了对每一个发射脉冲的发射频率的实时测量和跟踪，是一种全新的雷达自动频率控制系统。在研制过程中解决了高速全数字频率测量模块的设计与实现、高稳定度高频谱纯度频率合成等技术难题；同时由于雷达发射机没有单独组舱，发射信号的场强很大，对系统的抗干扰能力提出了很高的要求，在技术上采取了精心设计印刷电路板、严格区分模拟地和数字地以及严格的屏蔽等措施，整个系统具有跟踪精度高、跟踪范围大、速度快、工作稳（接上页）</P>
            <P 
            style="TEXT-INDENT: 30px">定可靠的优点。该系统结构简单、体积小、成本低，在国产某型雷达上已经成功使用，显著提高了该型雷达的技术、战术性能。</P></SPAN>
            <P></P></DIV></TD></TR>
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                <TD width=75>【<A href="javascript:doPrint();">打印本稿</A>】</TD>
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                <TD width=75>
                  <P>【<A 
                  href="http://design.21ic.com/news/review.asp?title=基于DDS技术的自适应米波雷达自动频率控制系统target=" 
                  _blank?>发表评论</A>】</P></TD>
                <TD width=10></TD>
                <TD width=79>【<A 
                  href="http://design.21ic.com/news/sendmail.asp?num=基于DDS技术的自适应米波雷达自动频率控制系统">推荐</A>】</TD></TR></TBODY></TABLE></TD></TR>
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