【摘 要】
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近些年来,随着电子对抗和反侦察技术的发展,雷达的生存环境面临着严重威胁,因此低截获概率和低识别概率雷达将是雷达发展的一个重要趋势。噪声雷达由于发射波形具有随机性,是一种典型的低截获概率和低识别概率雷达,在电子战中相比较于传统雷达具有明显的优势。本文从噪声信号的数字产生出发,基于不同调制方式的对比设计了一款X波段随机频率调制信号源,该信号源具有跳频周期短,精度高,实现结构简单,体积小的特点。本文的主
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近些年来,随着电子对抗和反侦察技术的发展,雷达的生存环境面临着严重威胁,因此低截获概率和低识别概率雷达将是雷达发展的一个重要趋势。噪声雷达由于发射波形具有随机性,是一种典型的低截获概率和低识别概率雷达,在电子战中相比较于传统雷达具有明显的优势。本文从噪声信号的数字产生出发,基于不同调制方式的对比设计了一款X波段随机频率调制信号源,该信号源具有跳频周期短,精度高,实现结构简单,体积小的特点。本文的主要工作和创新点总结如下:(1)本文给出了随机调制方式的选择和随机数的产生方法。对随机噪声(随机幅度调制)、随机频率调制和随机二相调制这三种不同调制方式的雷达结构和原理分别做出了详细的介绍,并基于MATLAB对三种调制方式雷达发射机前端进行建模仿真,三种调制方式模糊函数的峰值旁瓣比分别为-6.38dB、-6.94dB和-6.65dB。基于随机数的数字实现方式,介绍了两种均匀随机数产生方法和两种高斯随机数产生方法,通过性能仿真和FPGA实现难易度对比,分别选择元胞自动机产生均匀随机数,基于中心极限定理的累加法产生高斯随机数。(2)本文给出了基于FPGA设计实现随机频率调制信号源的逻辑结构。通过随机抽取初始状态不同的12组长度为64个元胞、邻元为{-7,0,11,17}的元胞自动机的12个固定位置输出,可以组合成12组12位的均匀分布随机数。使用基于中心极限定理的累加法,可以得到高斯分布的随机数。为了降低计算频率控制字的开销,缩短跳频周期,将输出带宽均匀划分成4096个点,分别计算出频率控制字并存储进ROM中,后期通过产生的随机数作为地址索引得到ROM中对应的频率控制字。(3)本文设计了X波段可调小步进频综,用于将随机频率调制信号上变频至X波段。由于DDS不可避免的有输出杂散,可以选取输出杂散较低的一段(94.3MHz~96.8MHz)通过PLL映射到9.6GHz~10.1GHz。此外,为了保证输出信号的稳定性,选用了高稳定度、低相位噪声的恒温晶振作为时钟参考源。实际测试结果表明,设计的频综输出杂散优于-50dBc,相位噪声优于-90dBc/Hz@1KHz,输出功率不平坦度小于1.5dB。
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