基于微波光子阵列的数字多波束测控系统构想

未来测控设备将向着多目标、高速率、平台多样性发展。数字阵列体制由于其独特的优势,逐步应用于测控领域。但是数字天线阵面功耗、体积、重量、电磁兼容、数据传输等瓶颈限制了其应用。文章给出了一种基于微波光子阵列的数字多波束测控系统构架,将有效提高测控系统的灵活性、平台适应性、重构扩展性、电磁兼容性,为我国未来海陆空天一体化测控系统提供了有效的技术途径。     

数字阵列雷达的发展与构想

雷达阵列技术的不断进步促进了数字阵列雷达的诞生与发展。对数字化雷达演进及其发展进行了评述,详细分析了数字阵列雷达的系统结构、典型特点、性能优势、演进过程和发展现状。最后,提出了数字阵列雷达未来发展的构架。未来数字阵列雷达将由高度集成的微波子系统加高性能的运算处理平台组成。随着技术的不断进步,未来数字阵列雷达必将朝着通用、灵活、高性能、低成本方向快速发展。     

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。     

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。     

数字阵列雷达用电源模块的研究与实现

针对数字阵列雷达中的关键部件数字阵列模块（DAM）提出分布式供电方案,分析了DAM用电源模块的设计难点,针对DAM用电源模块的关键技术—补偿环路设计、脉冲调制输出技术和电磁兼容设计进行了详细讨论,给出了变换器的传递函数、补偿网络的选择和零极点配置方法以及储能解耦电容的设计依据,模块实验结果完全达到设计要求,充分证明了设计方法的正确性。为了实现小体积和良好的散热能力,文中介绍了模块的结构工艺和热设计。模块批量生产结果稳定可靠,证明了技术方案的有效性。     

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。     

数字阵列天气雷达系统设计

针对机械扫描天气雷达数据率低,难以对龙卷风等快速变化的中小尺度天气过程进行及时预警的缺点,提出一种用于强风暴探测的数字阵列天气雷达.与传统相控阵雷达相比,数字阵列雷达具有幅相控制精度高、系统瞬时动态范围大、测量精度高等性能优势,该方案采用相位扫描和机械扫描相结合的工作方式以及宽波束发射、多波束同时接收技术,具有高数据率、低成本以及能同时跟踪多个天气单体等性能优势,具有一定的实用价值.     

微波光子技术在数字阵列雷达中的应用探讨（特邀）

从国内外最新的数字阵列雷达发展趋势入手,总结了数字阵列技术向“宽带化、离散化、智能化、灵巧化”发展在调制自由度、信号特征处理、参数控制与算法加速方面亟待突破的问题,同时对比分析了微波光子处理的适配性及优缺点,以微波光子雷达实用化推进为目的,对光模数转换、光正交解调、光波形产生、光射频总线、轻薄化集成等微波光子技术在数字阵列雷达系统中的应用进行了展望。     

数字阵列雷达述评

数字阵列雷达是一种接收和发射波束都采用数字波束形成技术的全数字阵列扫描雷达。由于收发波束形成均以数字方式实现,因而它有较好的数字处理灵活性,拥有许多传统相控阵雷达所没有的优良性能。本文对数字阵列雷达进行了综述,主要介绍数字阵列雷达的基本概念、关键技术、研究进展、潜在的应用以及未来的发展趋势。     

数字阵列合成孔径雷达

回顾了数字波束形成（DBF）技术与合成孔径雷达（SAR）逐步结合的技术发展进程,讨论了DBF技术在SAR系统的典型应用模式、性能改善和功能提升,分析了DBF SAR系统构成及工程实现的主要技术问题,并提出了相应的解决方案。     

一种新的数字阵列雷达接收机技术

高速ADC和先进DSP器件的进展使数字波束形成智能天线的实现成为现实。在传统的M单元天线阵系统中,每一单元都有各自的接收通道和ADC,设备量大。文中提出了一种适合于多通道数字阵列雷达接收系统的新型数字接收机结构,其主要思想是基于多个不同信号的带通采样原理实现数字阵列雷达接收机,新接收机结构使IF接收通道和基带采样ADC显著减少,功耗大大降低。阐述了数字阵列接收的数据模型和工作原理,分析了多信号带通采样信号频率和采样率的关系,给出了采样率选取的约束条件。新接收机在降低设备量的同时,还减小了接收系统通道间幅一相不一致性失真。     

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.     

米波段数字阵列雷达的设计

米波段数字阵列雷达（DAR）设计具有与微波频段不同的特点,主要表现在极化选择对雷达威力和测高精度的影响,多径效应明显带来的超分辨测角技术在米波段低仰角测高中的应用,以及采用发射射频DDS技术和接收射频数字化技术的米波段数字阵列模块（DAM）的设计等方面,另外大容量数据的实时传输也是数字阵列雷达必须解决的难题之一。文中对米波段DAR设计中面临的几个问题进行了讨论,并结合仿真结果和工程实践给出了建设性建议。     

数字雷达阵面T/ R 组件故障定位方法研究

数字T/ R 组件是新型数字雷达阵面的关键组成部件,其符合性判别与故障定位是数字雷达阵面批产集成联试的重要环节。结合数字雷达阵面集成联试实际情况,开展了集成手段与方法的研究,分析了T/ R 组件在阵面联试中的故障模式,确定了判断准则,实现了组件判故的自动化处理,形成了典型数据异常故障的排故流程与方法,完善了组件调试平台控制措施,为新型数字雷达阵面工程量产提供了实用参考。     

宽带DBF SAR/MTI雷达典型工作模式设计

合成孔径雷达作为一种无线电装备,也必然遵循从模拟到数字再到软件化这样的发展道路。数字阵列 SAR/MTI系统采用数字化、软件化处理取代硬件实现,具有许多常规 SAR/MTI系统所不具备的优势。回顾了数字波束形成技术（DBF）与合成孔径雷达（SAR）逐步结合的技术发展进程,讨论DBF在SAR系统的典型应用模式及性能与功能的提升。最后建议我国急需开展宽带 DBF体制 SAR/MTI系统技术研究,使DBF体制的 SAR侦察监视技术从跟踪走向创新,从而为下一代战场侦察监视雷达奠定技术基础,实现情报获取效率的有力提升。