船载S波段测波雷达多带宽数字下变频设计

来源：电子测量技术杂志2021年第10期北京时间：

作者：吴思奇，赵 晨，陈泽宗

单位：武汉大学 电子信息学院 武汉 430072

摘要：面对不同海况，船载S波段测波雷达数字接收机需要支持6种不同的基带采样速率和带宽。为了满足雷达各模块多功能一体化以及雷达系统对多速率多带宽的需求，提出了一种基于FPGA的多带宽数字下变频（DDC）方案，可根据接收机工作参数，动态加载适用于不同海况的抽取倍数和滤波器系数。通过坐标旋转数字计算法（CORDIC）实现了16级流水线数控振荡器（NCO）模块；对分布式算法（DA）进行改进，实现了全并行128阶FIR滤波器，并对DA通道进行时分复用；异步FIFO模块保证数据在跨时钟域无失真传输，并适当的对数据截位来节省硬件资源。最终结果表明基带I/Q信号频率准确，信噪比高达60 dB，满足设计目标和雷达使用需求，该结构可节省大量DSP乘法器和RAM资源，对DA结构时分复用后，可额外节省42.8%的查找表资源。数字下变频方案合理可行，可有效针对不同海况切换抽取倍数和滤波器系数，为后续基带信号处理器提供了稳定有效的数据来源，对雷达各模块多功能一体化具有重要参考意义。

关键词：数字下变频; 分布式算法; 时分复用; 多速率多带宽; 数控振荡器

基金资助：国家重点研发计划项目（2016YFC1400504）、国家自然科学基金面上项目（61871296）资助