相控阵雷达多通道数字收发电路的设计

相控阵雷达的收发分系统多采用全数字阵列体制,收发分系统以数字阵列模块为核心,以搭积木的方式构筑雷达的有源天线阵面,每个阵列单元均包含完整的数字化收发通道。针对这种技术需求,提出了一种应用于相控阵雷达数字阵列模块(DAM)内多通道数字收发的电路设计,分别从数字收发系统及数字收发电路的工作原理、器件选择、电路设计等方面进行了详细阐述,重点在高速PCB数模混合电路设计电磁兼容方面分享了工程实践经验,最后提供了主要指标测试结果。     

数字阵列模块自动测试系统的研究与设计

数字阵列模块是数字阵列雷达的核心组成部分,利用高集成技术将数字收发模块和模拟收发模块封装成一个组件。由于数字阵列模块数量多、通道数目多、测试指标多,对其进行自动测试变得尤为重要。针对数字阵列模块的自动测试给出了系统设计,包括硬件和软件设计。通过应用VC与Lab VIEW动态数据交换技术、VC++多线程技术、UDP数据传输及数据后处理技术,较好地解决了数字阵列模块测试数据量大、难处理的问题。通过对某型雷达数字阵列模块的测试,表明该测试系统达到了很高的测试精度。     

基于微波光电技术的未来数字阵列构想

大型数字阵列雷达的天线系统由辐射单元和成千上万个数字收发组件（DTR）组成,极其庞大与复杂,雷达的工程化和安全性是系统的难点问题,微波光子学将对未来大型数字阵列雷达产生重大影响,基于微波光电实现阵列信号远程收发与传输技术,对未来大型数字阵列雷达提出一种构想,使雷达天线系统由辐射单元和模拟光电收发模块（OTR）组成,天线系统实现轻质、低成本、远程安装,有效改善大型数字阵列雷达的架设灵活性和使用安全性,同时光电数字阵列模块（ODAM）设计空间将更加宽容,有利于雷达综合性能的提升。     

收发分置相控阵雷达直达波抑制技术

分析了收发分置数字阵列相控阵雷达中直达波问题,研究了收发分置数字阵列相控阵雷达中直达波抑制方法,根据收发分置数字阵列相控阵雷达的工作方式、信号处理流程等特点以及雷达的实际应用,可采用收发隔离、数字波束形成零点抑制、异频滤波、自适应对消及脉冲压缩增益6个环节进行直达波抑制,理论分析和仿真结果表明所给出的直达波抑制方法能有效解决收发分置数字阵列相控阵雷达直达波干扰问题。     

数字阵列雷达数字收发ASIC芯片设计

数字收发电路主要功能为实现模拟中频/射频信号到数字基带信号的变换以及利用数字合成方式产生模拟中频/射频信号,广泛应用于通信和雷达的收发系统中,低功耗、高集成的数字收发电路设计也一直是数字阵列雷达数字T/R组件设计中的一个关键技术。文章介绍了一种具有完全自主知识产权的单片雷达数字收发ASIC芯片的前端设计,包括芯片结构设计、各子模块设计(ADC/DAC/DDC/DDS),给出了设计及仿真结果,该芯片在SMIC 0.18微米工艺下成功流片,经测试,芯片指标达到设计要求。     

数字阵列收发组件FPGA远程配置的研究与实现

数字阵列雷达(DAR)正成为相控阵雷达的一个重要发展方向,数字阵列收发组件(DAM)是其核心。针对数字阵列雷达DAM模块数量众多,通常与阵列天线集成安装在舱外导致调试困难的实际情况,给出了一种数字阵列收发组件现场可编程门阵列(FPGA)远程配置的设计方法,利用Flash存储配置数据、CPLD产生配置时序和通信接口、复用系统通信光纤,较好地解决了DAM模块远程调试的难题,动态重构技术的应用极大地提高了系统的试验效率,在某数字阵列雷达演示验证项目中得到成功应用,取得了良好的效果。     

集成化DAM变频电路设计

介绍了数字阵列雷达中DAM（数字阵列模块）内部的高度集成化的变频电路的设计思想,用于数字阵列雷达的收发变频通道,各项指标均满足系统要求,可达到常规分立元件电路的指标,讲述了采用MCM（多芯片组件）技术,结合电路优化集成设计,将有源变频器芯片、开关等器件集成于金属陶瓷结构的封装内,使得DAM的变频通道集成度得以大幅度提高。     

雷达数字化收发系统芯片设计与实现

在数字阵列雷达系统发展过程中,数字T/R组件设计一直是研究的重点。传统的数字T/R组件设计方法大都是微波和数字独立设计,无法进一步提高雷达系统集成度。针对这一问题,论述了一种基于微系统封装技术的雷达数字T/R组件设计方法,在自主设计的微波及数字芯片基础上,通过仿真建模分析,将低噪声接收、收发变频、模数/数模转换、数字下变频,以及直接数字频率合成等功能集成在一个系统封装上,形成了一个单片雷达数字化收发系统芯片。经测试,该雷达数字化收发系统芯片性能指标满足数字阵列雷达系统要求,研究成果已在某数字阵列雷达试验系统中成功应用。     

一种S波段数字阵列模块的研制

数字阵列雷达是近几年发展迅速的一种新型相控阵雷达,其中数字阵列模块是数字阵列雷达的关键核心部件之一。本文详细介绍了一种S波段数字阵列模块的设计与实现。该模块突破了多种关键技术,具有集成度高、性能指标优良等特点,测试结果完全满足雷达系统研制要求。     

一种基于LTCC基板的数字光收发模块设计

首先介绍低温共烧陶瓷(LTCC)技术和数字光收发模块,阐述LTCC的技术特点、工艺流程以及它相较于传统PCB电路基板的优势,解释了数字光收发模块的通信原理和工作方式;其次,提出了一种基于LTCC电路基板的数字光收发模块的设计方案,详细介绍了该光模块的主要构成和实现方法,包括电路设计和关键器件的比较和选取;最后,通过对该方案所述的数字光收发模块的样件进行关键指标和性能测试,验证了该设计方案的可行性。     

C波段高密度集成瓦片式数字相控阵天线

随着相控阵技术的快速发展,数字相控阵系统对小型化、集成化、宽带化有了更高的要求。本文提出了一种收发全数字波束形成的新一代相控阵方案,研制了一套16通道的高集成度数字相控阵系统样机并完成了法向方向图测试。该方案采用高集成度射频前端,片内集成收发通道和频率合成器,相比传统分立器件方案更加紧凑。阵列整体采用瓦片集成方式,通过高密度垂直互联将天线阵面、校准网络、收发信道、波束形成器进行纵向集成,具备集成密度大、剖面低、通用性强、宽带特性好、易于扩展等诸多优点,具有良好的实用价值。     

多通道高速数字收发设计

雷达系统小型化的发展趋势要求收发分系统不断提高集成度以减小设备体积。文中介绍了一种多通道高速数字收发模块的设计方法,在一个模块上同时实现16通道射频波形产生和16通道中频采集功能。波形产生基于数字直接合成方式,工作频率1.6 GHz,可直接输出射频波形,波形控制参数可通过光纤接口调节。中频采样使用多通道模数转换器芯片实现,阻抗匹配电路保证了模数转换的性能。测试表明:模块性能指标满足系统使用需求,且已成功应用于某雷达系统中。     

DDS在数字阵列雷达中的应用

介绍了直接数字合成技术（DDS）的工作原理,分析了其结构组成、特点和影响其性能的主要参数;并针对其特点讨论了它在数字阵列雷达中的应用,讨论了一种以DDS单元为核心的相控阵数字阵列模块实现方案,以及该设计方案的特点;在此基础上重点对数字阵列模块的DDS单元电路进行了设计;由于直接数字合成技术具有分辨率高、转换速度快、波形捷变方便等优点,使数字阵列雷达的整体性能得到了显著提高,最后给出了数字阵列模块的实验结果。     

基于多通道技术的数字收发单元设计

数字阵雷达具有通道数量多、设备量大的特点,其数字收发单元的小型化、可编程等优点,对降低系统复杂度、提高可靠性和降低成本起着关键的作用。随着数模混合集成电路的飞速发展,AD采样率和直接数字频率合成(DDS)输出频率均不断提高,数模信号的转换越来越靠近天线,意味着数字阵雷达将会实现真正意义上的全数字化。文中基于多通道模数转换、DDS和多通道同步技术,通过集成、高效的设计方案,完成数字收发单元的原理分析和电路集约化设计,对设计中的要点、难点及主要参数进行了简要阐述。     

DAM中多通道数字收发的设计与实现

论述了多通道数字收发电路的设计方法与实现方案.详细介绍了以大容量FPGA为核心,基于高速DDS的多通道中频波形产生与基于多相滤波的多通道中频数字接收的工作原理.可实现最高采样频率为250 MS/s的八通道全数字同步接收,最高采样频率500 MS/s的八通道全数字波形同步产生,以及数据率为2.5 Gbit/s的高速数据实时传输.给出了数字接收与数字发射的测试结果,满足系统指标要求,电路实现简单、使用灵活,在数字阵列雷达中具有很好的通用性.     

低功耗低误码率的传感器网络节点芯片数字基带设计

本文针对无线传感器网络节点片上系统特点和需求,研究一种低功耗、高性能、低误码率的数字基带(Easibaseband),提出了一种复用加法器和乘法器的设计方法,实现了匹配滤波器,可节省硬件资源并提高系统性能;提出了一种自适应门限的自动增益控制方法,可配合软硬件协同的工作方式,节省接收机的功耗;提出了采用自适应门限的施密特触发器方式进行信号相位判决的方法,降低了解调误码率.本设计在Xilinx的Spartan-3E FPGA上验证并实现,测试结果表明,本收发机的数据传输率可达到111kb/s并支持ISM2.4GHz频段的射频芯片,比传统的并行滤波器节省了5/6的硬件资源,比不采用自动增益控制节省了10.8%的接收机功耗,在信噪比13dB时,误码率在10-4以下,远低于WiseNET的接收误码率.     

Transceiver for Human Body Communication Using Frequency Selective Digital Transmission

This paper presents a transceiver module for human body communications whereby a spread signal with a group of 64 Walsh codes is directly transferred through a human body at a chip rate of 32 Mcps. Frequency selective digital transmission moves the signal spectrum over 5 MHz without continuous frequency modulation and increases the immunity to induced interference by the processing gain. A simple receiver structure with no additional analog circuitry for the transmitter has been developed and has a sensitivity of 250 µV_pp. The high sensitivity of the receiver makes it possible to communicate between mobile devices using a human body as the transmission medium. It enables half‐duplex communication of 2 Mbps within an operating range of up to 170 cm between the ultra‐mobile PCs held between fingertips of each hand with a packet error rate of lower than 10^?6. The transceiver module consumes 59 mA with a 3.3 V power supply.     

基于数字滤波的半导体激光器温控系统设计

为了使光收发模块发射光波长稳定,突破现有半导体激光器温控系统大都采用模拟器件实现的常规设计,提出了一种基于数字滤波方式的控制方案,采用数字信号处理方式,以固件形式实现了半导体激光器温度控制。通过理论分析和实验验证,取得了采用该方案的光收发模块在应用温度范围内的发射波长变化数据。结果表明,该系统性能稳定,温度控制精度达0.053℃。     

数字T/R组件的电磁兼容设计

介绍了大型预警相控阵雷达的数字T/R组件,阐述了数字T/R组件的电磁兼容设计,对其中产生的电磁干扰问题进行了详尽的分析,并提出具体改进措施,通过试验测试组件最终达到性能指标,实现了电磁兼容。通过应用实例,探讨了数字T/R组件电磁兼容设计的思路和方法,为工程研制提供了非常有益的参考经验。