1 引言

　　近年來，隨著雷達技術的高速發展對雷達信號源的要求也越來越高。寬工作頻段、高輸出功率、復雜多變的信號調制形式和信號的穩定度已成為衡量雷達信號源性能的重要指標。ad9858是業界首款具有1 gs／s直接數字合成器(dds)，10位d／a轉換器，快速頻率跳躍和精細調諧分辨率功能的單片解決方案，ad9858優良的性能使其適用于軍事以及航空雷達的信號源設計。

2 雷達信號波形產生器

　　雷達信號波形產生器在有源雷達整體結構中占有重要地位，能在低功率電平上產生雷達信號的基本波形，因而易于得到脈沖壓縮和相參系統等所要求的復雜波形。基本波形經過功率放大器后即可送至天線作為雷達輸出信號。圖1所示為采用功率放大發射機和超外差接收機雷達的簡化框圖。

　　雷達系統普遍采用的發射信號大斂分為：單頻脈沖、線性調頻信號及編碼調制信號。為了增大探測距離，優化距離分辨率、速度分辨率等技術指標，通常可將這些信號組合來形成波形。采用高速dds器件ad9858形成的波形信號具有高精度、高掃描率、抗干擾性好、截獲率低等特性，而且硬件電路結構簡單，有助于設備的小型化和集成化。

3 dds工作原理

3.1 dds基本原理

　　直接數字頻率合成(dds)采用全數字結構，具有精確的頻率分辨率、快速的頻率轉換時間以及可靈活產生多種信號等特點。因此，dds已逐漸取代模擬方式。

　　dds由相位累加器、波形存儲器和數模轉換器等組成。其原理：向dds寫入頻率控制字，經過相位累加器轉換成瞬時相位，在外部參考時鐘作用下，每個時鐘周期相位累加器累加相位步進一次，然后對應到波形存儲器中所存儲的正弦函數查詢表，不同的瞬時相位碼輸出不同的幅值編碼，再將該幅值編碼輸出給數模轉換器(d／a)，把數字量轉換為模擬量輸出給低通濾波器，最后輸出所需的信號。

3.2 ad9858簡介

　　與其他高速dds器件相比，ad9858內部集成有10位數模轉換器，其頻率分辨率為32位，最高輸出頻率可達400 mhz。ad9858的系統結構含有：dds模塊、模擬混頻器模塊和數字鎖相環模塊。其中dds模塊可在數字域產生表示正弦曲線的數字值；數字鎖相環由數字相頻檢測器(phd)和具有高速鎖存邏輯電路的電荷泵組成；模擬混頻器主要用于通信基站設計。

　　ad9858有并行和串行兩種數據傳輸方式。數據從用戶傳輸到dds器件需兩步驟：寫操作時，不管是采用并行還是串行數據傳輸方式，首先都要將數據寫入i／o緩沖；當數據從i／o緩沖器存入存儲寄存器，dds才開始接收數據。在ad9858中，觸發fud引腳或者改變預編程的profile都可以使i／o緩沖器中的數據存入dds的存儲寄存器中。

　　并行模式時，系統激活8個雙向數據口(dc～d7)、6個地址輸人口(addr5～addr0)、1個讀口(rd)和1個寫口(wr)。寄存器的選取由寄存器提供的地址決定。讀寫功能由rd和wr脈沖觸發控制，但這兩個功能不能同時作用。讀寫數據通過。d0～d7引腳傳輸。

　　串行模式包括兩個階段。第一階段由一個8位的指令周期構成，最高位是標志位，可確定讀寫操作，低6位是串行數據傳輸目標寄存器地址；第二階段是將數據寫入寄存器。

4 系統軟件設計

　　雷達信號發生器是在vc環境下通過計算機并口控制ad9858，來產生雷達發射機所需的各種信號。ad9858有單頻、頻率掃描和睡眠三種工作模式。可產生單頻點正弦信號、chirp信號、bpsk(qpsk)信號。

　　線性調頻工作原理：先指定頻率起始點和步進頻率，并使頻率以一定的速率累加，直到用戶所設定的上限頻率(最高頻率為參考時鐘頻率的一半，即奈奎斯特頻率)。以ad9858采用串行工作方式，產生線性調頻信號為例，初始化是指復位ad9858的初始狀態，包括設置s／p select，sleep，reset，clr，sync等位。根據產生信號參數分別配置控制寄存器(cfr)、頻率調節字(ftw)、步進頻率調節字(dftw)、步進頻率斜率控制字(dfrrw)和相位偏移字(pow)等。

　　寄存器設置完成，系統等待外部激勵信號。當檢測到一個上升沿后，系統發出update信號，將寫入寄存器的數據導入dds內核，dds按照新配置開始工作。與此同時，計數器開始計數，并輸出線性調頻信號，并使相位累加器置1。計數器溢出后，系統發出update信號，由于此時相位累加器清零位有效，相位累加器被清零，同時停止輸出線性調頻信號。其中，寫控制字以及update信號的產生都是通過計算機并口實現的。在vc環境下，為方便對并口實施讀寫操作，本系統設計直接使用由yariv kaplan編寫的winio庫，具有如下特點：winio庫通過使用內核模式下設備驅動程序和其他一些底層編程技巧繞過windows安全保護機制，允許32位windows程序直接操作i／o口。庫內含有getportval和set-portval兩函數即可實現并口數據讀寫。

5 系統硬件設計

　　雷達信號波形產生器基于vc軟件編程環境，采用計算機向并行接口讀寫數據來控制ad9858，再輔以晶體振蕩器、濾波器、放大器和混頻器等外圍