MIMO雷达波形设计及产生电路研究

摘要

现代雷达系统主要采用数字波形合成方法来产生波形，这是因为数字信号可以满足现代雷达信号的频率捷变、自适应调频以及波形参数捷变的要求。而在数字波形产生技术中，DDS(Direct Digital Synthesis，直接数字频率合成)凭借其众多的优点，已经被广泛的应用在军事和民用领域，基于DDS产生的各种波形，可以实现任意波形的雷达信号产生。
　　 本文首先阐述了MIMO(Multiple-input Multiple-output)雷达正交波形设计的基本理论，主要介绍序列二次规划法。基于DDS原理，该算法得到的正交多相码可以被用于产生正交波形。在对DDS原理进行理论分析之后，根据波形产生系统指标参数的要求，将DSP(Digital Signal Processing)和FPGA(Field ProgrammableGate Array)技术相结合，最终实现一个低成本、高扩展性、使用方便的任意波形发生器，主要包括正弦波、方波、三角波、梯形波、脉动波等常规波形，并可实现调频调相。
　　 首先，在硬件电路设计部分，使用Cadence开发工具，完成了整体的电路设计并且进行了模拟电路部分的仿真工作。然后，在逻辑设计部分，根据原理和提出的一些改善算法，在Xilinx ISE的环境下，基于Spartan6系列的FPGA芯片实现逻辑设计。
　　 最终的测试表明，该任意波形发生器频率分辨率可达到30mHz，最高输出频率20MHz，频率准确度约为±0.1％。输出端接50Ω负载时，信号保持完好，性能满足预期设计要求，有一定的实际应用价值。