數(shù)字陣列雷達(dá)的相關(guān)技術(shù)

時(shí)間：2021-10-25 15:11:28

關(guān)鍵字：雷達(dá) 數(shù)字陣列

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[導(dǎo)讀]我們知道數(shù)字陣列雷達(dá)可實(shí)現(xiàn)發(fā)射波形產(chǎn)生與接收信號處理的全數(shù)字化處理，收發(fā)均無需波束形成網(wǎng)絡(luò)與移相器。在發(fā)射端用直接數(shù)字頻率合成技術(shù)(DDS)在數(shù)字域形成發(fā)射波形，在接收端用模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)將接收的模擬信號變?yōu)閿?shù)字信號，進(jìn)行后續(xù)處理。數(shù)字陣列雷達(dá)在發(fā)射時(shí)由數(shù)字波束形成器給出發(fā)...

我們知道數(shù)字陣列雷達(dá)可實(shí)現(xiàn)發(fā)射波形產(chǎn)生與接收信號處理的全數(shù)字化處理，收發(fā)均無需波束形成網(wǎng)絡(luò)與移相器。

在發(fā)射端用直接數(shù)字頻率合成技術(shù)(DDS)在數(shù)字域形成發(fā)射波形，在接收端用模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)將接收的模擬信號變?yōu)閿?shù)字信號，進(jìn)行后續(xù)處理。

數(shù)字陣列雷達(dá)在發(fā)射時(shí)由數(shù)字波束形成器給出發(fā)射波束掃描所需的幅度和相位控制字，在波形產(chǎn)生時(shí)預(yù)置相位和幅度，經(jīng)上變頻與放大后由輻射單元發(fā)射出去，信號在空間進(jìn)行功率合成。
在接收時(shí)每個(gè)單元接收的信號經(jīng)過下變頻與數(shù)字接收后，信號送數(shù)字波束形成器、信號處理、數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行數(shù)字處理。

01

DDS基本原理

波形產(chǎn)生、發(fā)射/接收數(shù)字波束形成、檢測與跟蹤處理等所有功能均在全數(shù)字化的高速信號處理機(jī)中通過軟硬件實(shí)現(xiàn)，具有幅相控制精度高、瞬時(shí)動(dòng)態(tài)范圍大、空間自由度髙、波朿形成靈活等典型特征。

DDS由相位累加器、正弦查找表、數(shù)模轉(zhuǎn)換器等組成，在時(shí)鐘節(jié)拍下產(chǎn)生所需要的信號。其中，較為重要的參數(shù)就是相位控制字和頻率控制字。
02

發(fā)射數(shù)字波束形成

發(fā)射數(shù)字波束形成將傳統(tǒng)相控陣發(fā)射波束所需要的幅度加權(quán)和移相從射頻部分移到了數(shù)字，波束掃描更快更靈活，通道的幅相校正易實(shí)現(xiàn)；由于幅度和相位的控制精度更高，容易實(shí)現(xiàn)低副瓣發(fā)射波束；另外，對于大陣列和長脈沖信號，波形產(chǎn)生時(shí)可通過內(nèi)插產(chǎn)生任意數(shù)字時(shí)延，克服孔徑渡越的問題。

03

數(shù)字陣列模塊(DAM)

數(shù)字陣列雷達(dá)將多個(gè)數(shù)字T/R組件集成形成雷達(dá)前端功能模塊，稱為“數(shù)字陣列模塊(DAM)”，用基于DDS技術(shù)的移相功能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的微波數(shù)字移相器，用幅度控制功能代替微波數(shù)控衰減器，波束形成與信號產(chǎn)生融合在一起，實(shí)現(xiàn)發(fā)射數(shù)字波束形成(DBF)。

04

數(shù)字波束形成(DBF)

數(shù)字波束形成(DBF)技術(shù)最初是用于相控陣?yán)走_(dá)的接收系統(tǒng)，在期望方向上形成主瓣來通過有用信號，用副瓣來抑制非期望方向的信號，達(dá)到空域?yàn)V波的目的。但由于陣列天線在收發(fā)狀態(tài)下具有互易特性，因此DBF也可使用于發(fā)射系統(tǒng)。

數(shù)字陣列雷達(dá)的發(fā)射系統(tǒng)也是一個(gè)多通道系統(tǒng)，每個(gè)天線單元對于一路數(shù)字T/R通道，通過改變每個(gè)通道DDS產(chǎn)生波形的初始相位來控制陣列相位，達(dá)到控制波束指向的目的。每個(gè)通道的信號參數(shù)(例如頻率、帶寬、時(shí)寬和調(diào)頻形式等)都獨(dú)立可控，因此波束形成的靈活性很好。