基于DSP、DDS和ARM的雷达中频信号模拟器设计与实现

雷达信号模拟器是模拟技术与雷达技术相结合的产物。它通过模拟的方法产生雷达回波信号，以便在实际雷达系统前端不具备的条件下对雷达系统后级进行调试。随着数字技术的进步，高速、超大规模集成电路的使用，雷达信号模拟系统正朝着灵活、通用的方向发展。笔者设计了一种基于PC+ARM+DSP+DDS体系结构的能家长雷达中频信号模拟器，介绍了该系统的硬件设计，并以模拟相参数脉冲雷达动目标信号为例，介绍了本系统的应用。

1 系统结构设计

现代雷达信号模拟的设计偏重于运用数字化方式实现，随着实时数字信号处理技术的发展，PC+DSP+D/A的体系结构成了雷达模拟器实现的主要方式。直接数字频率合成技术（DDS）以其在频率捷变速度、相位连续性、相对带宽、高分辨率以及集成化等方面的优异性能，成为现代频率合成技术中的佼佼者，同时也为雷达中频信号模拟的实现方式提供了新的选择。

本设计采用PC+ARM+DSP+DDS的体系结构。PCM机对目标及环境进行建模、运算，生成雷达中频信号仿真数据库，DSP根据模拟的雷达实时状态及目标、环境的实时特性，进行数据调度、运算和处理，最后形成控制DDS所需的调幅、调相、调频等控制字，通过DDS产生雷达中频模拟信号。

由于对模拟器通用性的考虑，PC机与DSP间的通信，希望不仅能实时改变雷达模拟信号的参数，还可以适应不同雷达体制和不同信号处理机的具体要求，方便加载新的程序。虽然通过PCI（或CPCI）能实现程序加载，并且传输速率快，但不能脱机工作，且插拔麻烦，不能用于笔记本调试。本设计采用ARM作为主控模块，控制USB接口器件和DSP的主机口，完成程序的加载和参数的实时设置。

2 硬件电路的设计与实现

本系统主要包括以ARM为核心的主控模块，以DSP为核心的实时数据处理模块，以DDS为核心的信号生成模块，以及包括USB、RS-232和锁存器等的通信模块和电源系统，其系统框图如图1所示。