基于高性能DDS芯片AD9959的超宽带步进频率探地雷达设计

　　随着雷达技术的迅速发展，人们对雷达信号的要求也越来越高。高、高扫描率、高抗干扰性、低截获率成为人们追求的目标。满足这种需求除了靠产生复杂的雷达波形外，还需要在雷达系统中应用高性能的器件。

　　直接数字频率合成方法具有传统方法所不具备的许多突出的优点：高频率分辨率、高频率切换速度、频率切换时相位保持连续、超宽的频率范围、能实现各种调制波和任意波形的产生以及易于实现全数字化的设计等。AD9959是一款高性能DDS(直接数字频率合成器)芯片，可方便快速地产生线性调频、单频脉冲及步进频率信号，其工作频率高达500 MHz，杂散性能指标更高于以前的产品。

　　1系统组成及工作原理

　　1.1探地雷达探测原理

　　GPR(探地雷达)是利用高频电磁波(1 MHz～1 000 MHz)以脉冲的形式发射电磁波，雷达波在地下介质中传播时，遇到存在电性差异的地下介质或目标体时，电磁波便发生反射，根据接收天线接收到回波的波形、强度、电性及几何形态进行处理、分析，从而达到对地下目标体的探测，如图1所示。目前使用较多的是无载频脉冲体制(Impulse)、FMCW(调频连续波)及SFCW(步进频率连续波)体制。

　　DDS选用ADI的AD9959芯片，时钟采用20 MHz的晶振，在DDS内部倍频到400 MHz。在以C8051F系列单片机及CPLD为的主控模块的控制下，产生20 MHz～140 MHz的步进本振信号。同时，相干振荡器产生10.7 MHz的点频信号，该信号与步进本振进行相干调制，可以产生30 MHz～150 MHz的射频信号，从而实现了超宽带步进频率探地雷达中步进频率源的设计。其中软件编程的主要工作是按照一定的要求计算频率控制字，并将其送到AD9959的频率控制字寄存器中。以AD9959为的步进频率产生模块根据其频率控制字寄存器中的频率控制字，就可以生成相应的波形。

　　3结束语

　　DDS是一种用来从固定频率时钟源产生模拟输出波形或者时钟信号的数字技术，AD9959适合要求高达200 MHz的复杂高速频率合成的应用，包括超宽带步进频率雷达、相位阵列雷达和光通信系统。AD9959集成了D／A转换、SPI和CP，具有频率转换时问短、输出频带宽的优点，能够满足对低相位噪声、低杂散噪声、快速频率切换以及宽带线性扫描的要求，还可以应用到跳频通信中。采用该芯片设计的信号源结构简单、功能强大、抗干扰性优越，具有良好的性价比。

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