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摘要：通過對DDS的信號模擬器設計的研究，不僅設計出能夠實現普通射頻合成信號源的功能，正如能夠在幅度、頻率等方面對所需生成的信號加以控制，也能夠實現定頻、掃頻以及跳頻等輸出方式上的選擇。同時，該系統(tǒng)增加了疊加噪聲和靈敏度設置，以便能夠更好地實現對各種條件下雷達回波信號的模擬。
關鍵詞：直接數據頻率合成(DDS)；信號模擬器；微波調制器；射頻信號
0 引言
在雷達的研制和生產過程中，對雷達的性能指標進行調試和檢測是雷達研制和生產過程的一個重要環(huán)節(jié)。如果對雷達性能的測試都采用外場實物的話，即用真實的目標(如艦艇、坦克)給雷達提供測試信號，不僅要耗費大量的人力和物力而且使研制周期變長。因此，目標模擬器一數字模擬技術與雷達技術相結合發(fā)展起來的專門的系統(tǒng)，它為雷達的信號處理系統(tǒng)和顯示終端技術指標的測試以及性能驗證提供必要條件。
1971年，美國學者J．Tierney等人撰寫的“A DigitalFrequency Synthesizer”一文首次提出了以全數字技術、從相位概念出發(fā)直接合成所需波形的一種新的頻率合成原理。如今，DDS技術已成為頻率合成技術發(fā)展的主流方向，它高度的集成性，對于簡化電子系統(tǒng)的設計方案，降低硬件的復雜程度，提高系統(tǒng)的整機性能意義重大�？梢灶A料將來DDS產品的時鐘頻率將越來越高，雜散會越來越低，價格也將更低，DDS產品將會得到普遍的應用和發(fā)展。
1 DDS信號模擬工作分析
1．1 DDS原理
一個頻譜純凈的單頻信號可表示為：
相應的離散相位序列：
是連續(xù)兩次采樣之間的相位增量。
1．2 總體設計方案
DDS信號模擬器系統(tǒng)主要由DDS信號發(fā)生器模塊(軟件模塊、控制器、DDS芯片)、濾波放大模塊和調制模塊3部分組成。其系統(tǒng)總體框圖如圖l所示。
1．3 工作流程
首先用戶通過運行于計算機上的控制軟件，選擇要生成的信號，并設置相應的幅度、頻率等指標參數，由控制軟件將這些要求通過RS232接口傳送給CPLD，或利用鍵盤進行頻率選擇。CPLD不僅實現根據接收到的控制字對DDS芯片進行設置，并實時地啟動DDS芯片使其按要求生成所需要的信號。經過濾波放大，將所生成的信號傳送到ASI接口，由此將所生成的基帶信號通過雷達(或其他調制器)調制到高頻，發(fā)射出去。
1．4 軟件程序設計方案
上位機軟件系統(tǒng)結構如圖2所示。
基于DDS的多功能信號模擬器，不僅要能夠實現普通射頻合成信號源的功能，正如能夠在幅度、頻率等方面對所需生成的信號加以控制，能夠實現定頻、掃頻以及跳頻等輸出方式上的選擇。同時，該系統(tǒng)增加了疊加噪聲模塊和靈敏度設置模塊，以便能夠更好地實現對各種條件下雷達回波信號的模擬。
1．5 DDS射頻信號產生電路
DDS的微波電路構成射頻信號產生電路，其組成框圖如圖3所示，其信號來源分為3路：
第1路是由高精度微波壓控振蕩器產生頻率穩(wěn)定度很高的微波信號，頻率精度：±2．5×10-6，經微波隔離器隔離輸出。
第2路是由DDS調頻及頻率捷變信號產生器產生各種調頻(普通調頻、線性調頻和非線性調頻等)和頻率捷變信號，DDS工作模式為單音頻工作模式時，通過改寫頻率控制字可實現跳頻和頻率捷變和頻率調制，工作模式為線性調頻模式時，通過設定起始頻率、頻率部進和掃描時間，可實現線性調頻。
