基于DDS+PLL的LFM探地雷达信号产生器设计与实现

介绍了一种宽带线性调频(LFM)雷达信号产生的方法与实现，结合直接数字合成（DDS）+锁相环（PLL）的方式，采用DDS芯片AD9852和集成锁相芯片ADF4360-7完成了设计所需求的宽带线性调频信号。详细说明了该方案设计的构架、各单元电路的设计与实现以及各芯片参数的设定情况。实测结果表明，该频率合成器输出功率>-4 dBm, 环路锁定时间为 14 μs，输出信号相位噪声优于-90 dBc/Hz@1 kHz，输出信号达到了所需指标要求。 《基于DDS+PLL的LFM探地雷达信号产生器设计与实现》 本文探讨了一种创新的宽带线性调频（LFM）探地雷达信号产生技术，利用直接数字合成（DDS）和锁相环（PLL）相结合的方式，旨在生成高性能的雷达信号。这种方法能够满足现代雷达系统对信号质量、频率分辨率和带宽的需求。 DDS是一种数字信号产生技术，通过快速改变相位来生成连续的频率变化。在此设计中，选择了AD9852作为DDS芯片，它能生成10 MHz到11 MHz的频率，步进精度达到10 kHz，为后续的PLL提供了高频参考源。PLL则通过锁定到DDS的输出频率，利用其频率倍增功能，将信号提升至所需的850 MHz到935 MHz的宽频带。 设计中，锁相环采用了ADF4360-7芯片，其内置的压控振荡器（VCO）允许在350 MHz到1800 MHz的范围内调整输出频率。考虑到设计需求，通过外部电感调整，可以在175 MHz到900 MHz之间进行二分频，完全覆盖了850 MHz到935 MHz的输出范围。这种混合DDS+PLL的方案，能够在保证频率合成精度的同时，实现快速的频率切换，环路锁定时间仅为14微秒。 实测结果显示，频率合成器的输出功率超过-4 dBm，相位噪声低于-90 dBc/Hz@1 kHz，这些指标均满足设计要求。然而，尽管系统总体表现良好，但相位噪声性能仍有待提高，主要是由于环路滤波器无法在整个宽频带上保持一致的性能，同时电路布局的电磁兼容性也有优化的空间。 LFM探地雷达信号的产生对于地质探测、地下结构分析等领域具有重要意义。这种基于DDS和PLL的信号产生器设计，不仅实现了小型化和高性能，而且为超宽带雷达信号的生成提供了坚实的基础。未来的研究可以聚焦于提高相位噪声性能和优化电磁兼容性，以进一步提升雷达系统的探测能力和精度。 参考文献： [1] 费元春，苏广红.超宽带雷达理论与技术[M].北京：国防工业出版社，2010. [2] MANASSEWITSCH V.频率合成原理与设计[M].何松柏，宋亚梅，译.北京：电子工业出版社，2008. [3] 沈伟，文必洋，马志刚，等.基于ADF4360-7的宽带雷达信号源设计[J].现代雷达，2006，28（8）：39-42. [4] Analog Devices AD9852 Rev.E datasheet[Z].2004. [5] AnalogDevice...（此处省略，可能存在更多信息）