一种线性调频脉冲发生装置

1.本发明涉及运用到通信和雷达设备的信号产生技术领域，具体为一种线性调频脉冲发生装置。


背景技术：

2.线性调频脉冲信号在超宽带通信和高分辨、低截获概率雷达中有大量的应用。随着系统带宽越来越高，线性调频信号脉冲发生器的频率响应不平度将会影响系统的通信和目标检测性能，故需要进行发射机的频率响应的补偿。传统的补偿方法需要在整个带宽内进行频域或时域均衡，运算量巨大。特别是信号带宽在ghz级别的情况下，将消耗大量的运算资源。
3.为了弥补现有方案在计算量方面不足，有必要发明一种易于实现、计算量小、补偿后平坦度好的装置，以满足通信、雷达设备对于高精度线性调频信号发生器需求。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种线性调频脉冲发生装置，解决fpga实现的线性调频脉冲发生装置的带内不平度补偿中运算量巨大的问题。为此，本发明采用如下技术方案：
[0005]1‑
a)一个脉冲计时器，其作用是产生脉冲起始时刻，并以采样率为单位产生脉内时间刻度；所述脉内时间刻度，是指所产生的线性调频数字脉冲内部的采样时刻；
[0006]
所述脉冲计时器，受限于fpga的主频，需要并行工作，即在每个fpga工作时钟节拍输出多个采样时刻；
[0007]1‑
b)一个时间频率变换表，用作线性调频信号瞬时频率跟随脉内时刻变化的计算；具体计算公式为：
[0008]
f
rt
＝gama*t
s
[0009]
其中为t
s
采样时刻，gama为线性调频信号调频斜率，f
rt
为采样时刻对应的信号频率；
[0010]1‑
c)一个线性调频相位生成器，用作根据脉内时间刻度和线性调频信号瞬时频率生成线性调频信号瞬时相位；所述线性调频相位生成器计算时采用线性调频信号生成公式，或者采用两级累加器实现；
[0011]1‑
d)一张频率响应查找表，用作信号产生中信号变换、滤波和dac硬件电路组成的系统的频率响应查表；所述频率响应查找表以脉内时间刻度对应的线性调频信号瞬时频率为输入，以对应频点的频率响应系数为输出，根据线性调频信号瞬时频率，通过检索该查找表得到频率响应系数；
[0012]
所述频率响应查找表的生成方法包括三个步骤：第一步)根据线性调频脉冲采样率，计算频率采样间隔；第二步)生成频率采样点单频信号，进而测试每个采样频点的频率特性；第三步)存储形成频率特性表格；
[0013]1‑
e)一个数字频率合成器dds，用于根据线性调频信号瞬时相位，查找正弦和余弦
表格，生成标准的线性调频信号脉冲波形；
[0014]1‑
f)一个乘法器，用于实时频率特性调制，即将查表得到的频率响应系数乘到所生成的标准的线性调频信号脉冲波形。
[0015]
所述线性调频脉冲发生装置，针对线性调频信号的特点，仅采用一个乘法器就代替了时域或者频域的均衡滤波器的计算，易于实现、计算量小；根据实际需要，可以选择采用不同的采样率，能够满足超大带宽、超高精度的带内平坦度要求，灵活性好、精度高。
附图说明
[0016]
图1为本发明所述线性调频脉冲发生装置的组成框图。
[0017]
图2为本发明所述频率响应查找表生成方法流程图。
具体实施方式
[0018]
为了充分理解本发明的技术内容，下面给出具体实施例，结合附图对本发明的技术方案进行较为详细的介绍和说明。
[0019]
图1为采用本发明方案的一种线性调频脉冲发生装置的组成框图，其组成包括脉冲计时器11、时间频率变换表12、频率响应查找表13、线性调频相位生成器14、数字频率合成器dds 15以及乘法器16。
[0020]
时间频率变换表12和频率响应查找表13分别存储在不同的存储单元中。
[0021]
所述脉冲计时器11与存储时间频率变换表12的存储器和线性调频相位生成器14连接，向所述时间频率变换表和线性调频相位生成器提供脉内时间刻度；存储时间频率变换表12的存储器与线性调频相位生成器14连接，所述线性调频相位生成器14从时间频率变换表12检索线性调频信号瞬时频率；所述线性调频相位生成器14与数字频率合成器(dds)15连接，向所述数字频率合成器(dds)15提供线性调频信号瞬时相位；所述数字频率合成器(dds)15与乘法器16连接，向所述乘法器16提供标准线性调频脉冲波形；存储频率响应查找表13的存储器与乘法器16连接，所述乘法器16从频率响应查找表13读出频率响应系数；乘法器16往往是复数形式。
[0022]
所述时间频率变换表12提供了线性调频信号瞬时频率随脉内时间刻度变化的对照关系，输入为脉内时间刻度，输出为线性调频信号瞬时频率；所述频率响应查找表13提供了系统频率响应系数随线性调频信号瞬时频率变化的对照关系，输入为线性调频信号瞬时频率，输出为系统频率响应系数。
[0023]
脉冲计时器11的作用是产生脉冲起始时刻，并以采样率为单位产生脉内时间刻度；即所述脉内时间刻度，是指所产生的线性调频数字脉冲内部的采样时刻；受限于fpga的主频，所述脉冲计时器需要并行工作，即在每个fpga工作时钟节拍输出多个采样时刻。
[0024]
时间频率变换表12，用作线性调频信号瞬时频率跟随脉内时刻变化的计算；具体计算公式为：
[0025]
f
rt
＝gama*t
s
[0026]
其中为t
s
采样时刻，gama为线性调频信号调频斜率，f
rt
为采样时刻对应的信号频率。
[0027]
线性调频相位生成器14的作用是，根据脉内时间刻度和线性调频信号瞬时频率生
成线性调频信号瞬时相位；所述线性调频相位生成器计算时采用线性调频信号生成公式，或者采用两级累加器实现。
[0028]
频率响应查找表13，用作信号产生中信号变换、滤波和dac硬件电路组成的系统的频率响应查找表；所述频率响应查找表以脉内时间刻度对应的线性调频信号瞬时频率为输入，以对应频点的频率响应系数为输出；根据线性调频信号瞬时频率，通过检索该查找表得到频率响应系数。
[0029]
所述频率响应查找表13生成方法，如图2所示，其特征在于，包括三个步骤：第一步(21)根据线性调频脉冲采样率，计算频率采样间隔；第二步(22)生成频率采样点单频信号，进而测试每个采样频点的频率特性；第三步(23)存储形成频率特性表格，即为频率响应查找表。
[0030]
所述数字频率合成器dds 15，用于根据线性调频信号瞬时相位，查找正弦和余弦表格，生成标准的线性调频信号脉冲波形；
[0031]
所述乘法器16，用于实时频率特性调制，即将查表得到的频率响应系数乘到所生成的标准的线性调频信号脉冲波形；乘法器往往采用复数形式。
[0032]
所述线性调频脉冲发生装置，针对线性调频信号的特点，仅采用一个乘法器就代替了时域或者频域的均衡滤波器的计算，易于实现、计算量小；根据实际需要，可以选择采用不同的采样率，能够满足超大带宽、超高精度的带内平坦度要求，灵活性好、精度高。
[0033]
应当理解的是，以上所述从具体实施例的角度对本发明的技术内容进一步地披露，其目的在于让大家更容易了解本发明的内容，但不代表本发明的实施方式和权利保护局限于此。本发明保护范围阐明于所附权利要求书中，凡是在本发明的宗旨之内的显而易见的修改，亦应归于本发明的保护之内。