随着无线通信智能化时代的到来,雷达所面临的电磁环境日渐复杂,对其灵活性的要求也越来越高,传统制式雷达面临诸多挑战。软件无线电(SDR)自上世纪九十年代提出后,以其卓越的开放性和灵活性在移动通信、无线测量等领域发挥着重要作用。近年来,软件无线电的设计方法已逐渐渗透到雷达领域。美军现役超音速隐形战机F-22装备的雷达系统就是基于软件无线电的新型雷达,其可以根据战场场景的变化,灵活调节性能参数,且集雷达和通讯功能为一体,提升了F-22的战斗力和生存力。因此,基于软件无线电的雷达是新型雷达设计的研究热点,其收发通信的核心——射频前端的设计是关键问题之一。本文基于国家部委的某雷达信号处理项目,以雷达射频前端为研究对象,对雷达射频原型的设计和实现进行了研究。系统的总体设计目标是:载波频率范围可调,频带范围覆盖中低频段雷达频谱;具有精确的频率选择特性和良好的动态范围;收发参数可调并且链路组合可重构的射频原型。整体射频原型采用零中频架构,射频收发通道设计基于积木化设计思想,其中的滤波链路积木、增益网络积木分别通过Matlab和Labview建立链路仿真模型,分析仿真模型输出响应和各个积木的参数关系,根据设计的具体频率、增益指标,确定SDR射频收发通道积木组合。此外,由于软件无线电系统的软硬件协同工作要求,本文借鉴计算机网络体系中常用的OSI层次化设计原理,根据设计自身的特点将系统自底向上分为四层:物理层、接口层、驱动层和应用层。其中,射频链路积木的实现属于物理层;射频前端和射频控制部分的接口以及射频控制部分中嵌入式处理器和FPGA的通信接口属于接口层;驱动层是属于一个介于软件和硬件的过渡层,一方面它将硬件寄存器抽象为软件配置函数的参量,另一方面将软件的API函数的返回操作值通过驱动文件的形式写入硬件寄存器;应用层主要用于系统和用户进行指令交互以及基本射频功能的API函数实现。最后,将本文设计的雷达射频原型映射于板级电路。控制部分的设计通过Xilinx的Zedboard实现,射频前端通过映射于ADI的AD9361实现。本文设计的基于软件无线电的PD雷达射频原型可以实现主频范围在70MHz~6GHz之间可调,覆盖从HF波段到C波段的中低频雷达频谱;自动增益的功率动态范围区间最大为66dB,高于软件无线电行业标准60dB,实现较大范围内的增益均衡调节。系统实现采用软件配置,硬件实现的方法,通过用户配置具体的射频参数实现射频原型的信号收发功能。