载频带宽同步倍频的高频大带宽线性调频信号光产生方法

随机噪声调频信号带宽分析
郑慧芳;邓云凯
【期刊名称】《科学技术与工程》
【年(卷),期】2009(009)015
【摘要】随机噪声雷达由于具有低截获率,抗干扰能力及电磁兼容能力等一系列特点,得到了广泛的重视.介绍了一种随机噪声调频雷达信号,对它的自相关函数和频谱函数进行了详细的推导.通过理论分析和计算机仿真总结了不同条件下随机噪声调频信号带宽的计算方法.利用对带宽的分析,进一步讨论了带宽对信号分辨率和截获率的影响.仿真结果表明,噪声调频信号易于实现宽带特性,并且在大带宽的条件下具有良好的分辨率和低截获性能.
【总页数】7页(P4351-4357)
【作者】郑慧芳;邓云凯
【作者单位】中国科学院电子学研究所,北京,100190;中国科学院研究生院,北京,100039;中国科学院电子学研究所,北京,100190
【正文语种】中文
【中图分类】TN957.524
【相关文献】
1.基于全IP核和参数化的大带宽线性调频信号源设计 [J], 万子平;马丽莎
2.载频带宽同步倍频的高频大带宽线性调频信号光产生方法 [J], 丛雯珊; 余岚; 沃江海; 王亚兰; 王安乐
3.大带宽线性调频信号侦收系统的设计方法和处理流程 [J], 张文俊
4.单分量调频脉冲信号的视在瞬时带宽估计及应用 [J], 石荣;吴聪;刘畅
5.小时间带宽积线性调频信号的脉冲压缩研究 [J], 夏德平;张良;孟祥东
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2021.07科学技术创新宽带线性调频信号的产生任亚欣（西安电子工程研究所，陕西西安710100）宽带线性调频信号因具有较高的目标检测能力、良好的目标识别能力、抗干扰能力强等优点，在雷达及探测领域受到了高度重视。

如何产生高质量的宽带线性调频信号是科研工作者的研究课题。

宽带线性调频信号作为宽带信号的典型代表，其应用范围非常广泛，产生宽带线性调频信号的方式也多种多样，各有优缺点，需要根据不同的使用场景，结合项目背景等选择最适合的产生方式来实现。

本文总结当下使用较多的几种产生方式，比较他们的优缺点后，根据项目实际应用需求，选用DDS+倍频的方式，产生宽带线性调频信号，并对工程应用中遇到的问题进行分析和总结，最终达到使用指标要求。

1产生方式及比较宽带线性调频信号的产生可以分为两大类，即模拟法与数字法。

模拟法是在数字器件没有崛起之前，依靠传统模拟器件实现的信号产生方式，其又可分为有源和无源两种方法。

有源法是采用线性锯齿形电压控制压控振荡器（VCO ）产生LFM 信号，也可采用锁相环来实现。

无源法产生LFM 中最常用的是色散延迟线（或者声表波SAW 器件）来实现。

无论是采用有源还是无源模拟方式产生LFM 信号，实现系统都有体积庞大、灵活性差、调试与维护复杂等问题。

从信号形式看，模拟法主要用于产生一些简单的LFM 信号，对产生大瞬时带宽LFM 信号方面存在诸多困难，难以满足现代雷达高调频线性度、高稳定性、多模式工作体制的要求。

因此现在在工程实践中，很少选用模拟的方式来实现。

数字法主要有DDS 直接产生法、DDS+倍频扩展频带法、DDS 上变频扩展频带法、DDS+PLL 扩展频带法、多路DDS 并行合成法。

1.1DDS 直接产生法。

有两种分类：第一种数字中频直接产生，特点是从数字系统的误差分析入手，合理选择系统的采样频率、量化位数，优化电路结构，减小系统噪声与电磁干扰；第二种数字基带+正交调制，特点是除了分析数字系统引入的误差外，还应考虑正交调制器带来的影响，主要有：幅度不平衡、相位不平衡和直流偏置。

线性调频信号产⽣⽅法Value Engineering 0引⾔为了能够探测远距离⽬标，同时⼜具备较⾼的距离分辨⼒，脉冲压缩雷达通常发射较宽脉冲的线性调频（LFM ）信号，⽽在接收时进⾏脉冲压缩。

因⽽，如何产⽣良好的线性调频信号，对于脉冲压缩雷达的⼯作性能⾄关重要。

⽽对脉冲压缩雷达接收机进⾏测试时，线性调频信号则是最为关键的激励信号之⼀。

传统的模拟⽅法通常采⽤表⾯波器件、压控振荡器等器件产⽣LFM 信号，具有设计难度⼤、开发周期长等问题，已不能满⾜雷达技术快速发展的需要。

本⽂以某雷达接收机性能测试为背景，研究了⼀种基于FPGA 与DAC5686的线性调频信号产⽣⽅法。

该⽅法降低了系统软硬件设计的难度，缩短了开发周期，并提⾼了设计的可靠性，能够较好地满⾜测试需求。

1线性调频信号线性调频信号指持续期间频率连续线性变化的信号，是⼀种常⽤的雷达信号。

尤其是相参、宽带线性调频信号，因具有良好的脉冲压缩特性，在⾼分辨⼒雷达中得到了⼴泛应⽤。

线性调频信号可以采⽤如下数学表达式表⽰：s （t ）=a （t ）cos[2πf 0t+πkt 2]t ∈[-τ/2，τ/2]（1）其中：f 0为中⼼频率；k=B/τ为调频频率；B 为频率变化范围；τ为脉冲宽度；a （t ）为线性调频脉冲的包络。

可以计算得出，式（1）中信号的最⾼频率为f 0+B/2。

根据采样定理，直接对其采样所需的采样率应满⾜f s 叟2（f 0+B/2）。

当信号的中⼼频率频较⾼、且带宽较⼤时，采样频率将会很⾼。

如果信号中⼼频率为0，即采⽤基带(零中频)信号，式（1）中信号的最⾼频率变为B/2，此时对采样率的要求变为f s 叟B ，显然⼤⼤降低了采样速度的要求。

再将基带信号调制到⼀定的中⼼频率，便可得到所需的线性调频信号，⽽且降低了信号产⽣的难度。

如果采⽤数字⽅法，可以⾸先产⽣I 、Q 正交的线性调频基带数字信号，然后再将其正交调制到所需特定中频。

对基带信号进⾏正交调制后的线性调频信号的实信号可以表⽰为：Re[µi （t）]=Acos[2πf 0t+πkt 2]=i （t ）cos2πf 0t-q （t ）sin2πf 0t （2）式（2）中，A 为常数，i （t ）和q （t ）分别为同相分量和正交分量。

线性调频信号产生方法研究摘要：本文利用fpga与dac5686完成了线性调频信号产生电路的设计与实现，该方法降低了系统软硬件设计的难度，缩短了开发周期，并提高了设计的可靠性，具有较高的实用价值和良好的应用前景。

文章分析了线性调频信号，给出了信号产生电路硬件设计和控制电路软件设计方案，并通过功能实现验证文中方法的有效性。

abstract: a generation module of lfm signal based on fpga and dac5686 is designed and realized in this paper. this technique decreases the difficulty of hardware and software design of the system, reduces development cycle and improves design reliability, has higher practical value and good application prospect. lfm signal is analyzed, based on which signal generation circuit and software of control circuit design project is put forward, and the effectiveness of this method is verified through the function realization.关键词：线性调频；信号产生；fpga；dac5686key words: lfm；signal generation；fpga；dac56860 引言为了能够探测远距离目标，同时又具备较高的距离分辨力，脉冲压缩雷达通常发射较宽脉冲的线性调频（lfm）信号，而在接收时进行脉冲压缩。

调频信号的产生与解调
调频信号的产生与解调
调频信号的产生通常有直接调频法和间接调频法。

1.宽带调频信号产生
1）直接调频法
利用调制信号直接改变决定振荡器载频频率的电抗元件参数，使振荡器输出信号的瞬时频率随调制信号呈线性关系变化。

具体地利用一个压控振荡器就可以产生调频信号。

2）间接调频法
先产生一个窄带调频波，再经过一个倍频器，从而产生宽带调频信号。

这种方法产生宽带调频信号的方法又称阿姆斯特朗法。

《微波光子雷达中线性调频信号产生技术研究》篇一一、引言微波光子雷达技术作为现代雷达探测领域的重要分支，以其高精度、高分辨率和抗干扰能力强等优势，在军事、民用等领域得到了广泛应用。

线性调频信号作为微波光子雷达中的重要信号源，其产生技术的研究对于提高雷达系统的性能具有重要意义。

本文将重点研究微波光子雷达中线性调频信号的产生技术，分析其原理、方法及优缺点，以期为相关领域的研究提供参考。

二、线性调频信号原理及特点线性调频信号是一种特殊的脉冲调制信号，其频率随时间呈线性变化。

这种信号具有较大的时宽带宽积，能够在雷达系统中实现高精度、高分辨率的探测。

线性调频信号的原理是通过改变信号的频率调制方式，使发射信号的频率在一定的时间内线性增加或减少，从而实现距离和速度的测量。

三、微波光子雷达中线性调频信号产生技术（一）传统方法传统产生线性调频信号的方法主要依赖于电子方式，如采用直接数字频率合成器（DDS）或模拟电路等。

然而，这些方法在产生大时宽带宽积的线性调频信号时，面临着带宽受限、功耗大等问题。

（二）微波光子技术方法微波光子技术为解决上述问题提供了新的思路。

微波光子雷达通过将微波信号转换为光信号进行处理，再将其转换回微波信号进行探测。

在产生线性调频信号方面，微波光子技术具有以下优势：1. 带宽大：利用光子技术可以轻松实现大带宽的信号传输和处理，从而提高雷达系统的探测精度和分辨率。

2. 抗干扰能力强：光子技术在传输过程中具有较低的电磁干扰和辐射，有利于提高雷达系统的抗干扰能力。

3. 功耗低：通过光子技术可以降低系统功耗，提高系统整体性能。

具体实现上，微波光子雷达中线性调频信号的产生主要通过调制器将电域的线性调频信号转换为光域的调制信号，然后利用光纤等传输介质将调制信号传输到接收端。

在接收端，通过解调器将光信号还原为电信号，从而得到所需的线性调频信号。

四、微波光子雷达中线性调频信号产生技术的优缺点分析（一）优点1. 带宽大：微波光子技术可以轻松实现大带宽的信号传输和处理，从而提高雷达系统的探测精度和分辨率。

线性调频信号产生方法研究作者：杨震等来源：《价值工程》2012年第25期摘要：本文利用FPGA与DAC5686完成了线性调频信号产生电路的设计与实现，该方法降低了系统软硬件设计的难度，缩短了开发周期，并提高了设计的可靠性，具有较高的实用价值和良好的应用前景。

文章分析了线性调频信号，给出了信号产生电路硬件设计和控制电路软件设计方案，并通过功能实现验证文中方法的有效性。

Abstract: A generation module of LFM signal based on FPGA and DAC5686 is designed and realized in this paper. This technique decreases the difficulty of hardware and software design of the system, reduces development cycle and improves design reliability, has higher practical value and good application prospect. LFM signal is analyzed, based on which signal generation circuit and software of control circuit design project is put forward, and the effectiveness of this method is verified through the function realization.关键词：线性调频；信号产生；FPGA；DAC5686Key words: LFM；signal generation；FPGA；DAC5686中图分类号：TN911.23 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）25-0297-030 引言为了能够探测远距离目标，同时又具备较高的距离分辨力，脉冲压缩雷达通常发射较宽脉冲的线性调频（LFM）信号，而在接收时进行脉冲压缩。

一种基于 CPLD技术的线性调频信号的产生方法蔡元存，唐宗熙电子科技大学电子工程学院，四川成都（610054）E-mail：caiyuancun@摘要：在雷达系统中，线性调频信号作为一种常用的脉冲信号,有着广泛的应用。

在以往的工程实践中大多采用DDS再加上混频的方法来实现。

本文则提出了一种新的线性调频信号合成方案。

在本方案中, 运用了四个锁相环进行接力式的频率输出,通过四个锁相环的交替工作，使得频率输出改变的时间较之通过单个锁相环改变锁相频率的跳频时间获得了大幅度的压缩。

本文给出了详细的设计过程以及仿真计算的结果。

关键词：锁相环；CPLD；线性调频信号中图分类号：TN911.81.引言线性调频信号可以获得较大的压缩比，有着良好的距离分辨率和径向速度分辨率，作为一种常用的脉冲压缩信号，其已广泛应用于高分辨雷达领域[1]。

如何产生线性调频信号，并保证其具有良好的线性度、相位稳定性和低相噪、低杂散性能，也成为频率合成器研究的一大热点。

2.线性调频信号的主要种类及产生方法线性调频信号一般常用的波形有锯齿波与三角波两种，其具体形状如下图所示。

由于频率的变化不可能是一蹴而就的。

故各频点之间有一个转换时间的间隔，在转换时间极短的情况下，连续变化的频点连接起来的图形曲线就近似为锯齿形或三角形。

图1 锯齿波形图图2 三角波形图一般而言产生线性调频信号的方法有以下几种：直接调节压控振荡器方式、DDS方式与无源方式等。

由于无源方式运用场合较少，此处略过不谈。

这里主要讨论另外两种常用方式，尤其是直接调节压控振荡器方式。

2.1直接调节压控振荡器方式通过产生具有一定周期的线性变化的电压波形来激励VCO, 由于VCO的瞬时频率输出f 随激励电压的大小呈线性变化,从而使得VCO能输出周期性调频信号,其实现原理图如图2 所示。

图3 直接调节VCO方式原理图直接调节VCO方式产生线性调频信号的方法,从思维方式来看显得简单明了,但在实践中由于 VCO方式固有的弊端,如不能保证信号的相参性，频率会随温度的变化产生漂移，相位噪声指标不高等等。

专利名称：一种波分复用宽带线性调频信号的光电产生装置及其方法
专利类型：发明专利
发明人：李曙光,薛峰,陈大吾
申请号：CN201410111518.2
申请日：20140324
公开号：CN103888192A
公开日：
20140625
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种波分复用宽带线性调频信号的光电产生装置，包括激光器、电光调制器、若干光电转换器、光波分复用器和低频宽带射频信号源；其中，所述电光调制器包括射频信号入口、光入口、光出口和工作点控制接口；所述低频宽带射频信号源、激光器和光波分复用器分别通过所述射频信号入口、光入口和光出口与所述电光调制器连接，该电光调制器和光电转换器之间通过光波分复用器连接；分别通过低频宽带射频信号源和激光器产生射频信号和光源，经该电光调制器进行调制，并分别经过该光波分复用器和光电转换器处理形成较高频率电信号并通过天线阵列发射出去。

该装置结构简单，且有效减小了系统的体并提高了系统的处理效率。

申请人：上海航天电子通讯设备研究所
地址：200082 上海市杨浦区齐齐哈尔路76号
国籍：CN
代理机构：上海汉声知识产权代理有限公司
代理人：胡晶
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采用数字方法实现宽带线性调频信号产生
祝明波;常文革;梁甸农
【期刊名称】《系统工程与电子技术》
【年(卷),期】2000(022)005
【摘要】介绍一个采用数字方法实现的UHF波段宽带线性调频信号产生系统的设计.在研究两种主要线性调频信号数字生产方法的基础上,依据波形存储直读法,提出了一种宽带线性调频信号产生方案,深入探讨了系统实现的关键技术,并进行了系统实现和测试.测试结果表明,所提出的方法是可行的.
【总页数】4页(P93-96)
【作者】祝明波;常文革;梁甸农
【作者单位】国防科技大学电子工程学院,长沙,410073;国防科技大学电子工程学院,长沙,410073;国防科技大学电子工程学院,长沙,410073
【正文语种】中文
【中图分类】TN957.51
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1.宽带线性调频信号产生及补偿技术研究 [J], 盛蒙蒙;王军福;姜菡;
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3.高分辨SAR宽带线性调频信号产生的实验研究 [J], 谭剑美;靳学明;陈菡;张卫清
4.宽带线性调频信号产生技术研究 [J], 常文革;祝明波;梁甸农
5.超宽带线性调频信号产生器系统失真分析 [J], 胡仕兵;汪学刚;姒强
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