5.6.10. Генератор сигналов

Чтобы в полной мере использовать ту гибкость, которая свойственна цифровым устройствам обработки, необходимо обеспечить генерацию самых разнообразных радиолокационных сигналов, в том числе ЛЧМ-импульсов, равномерных и неравномерных пачек и т. д. Блок-схема цифрового генератора сигналов изображена на рис. 5.36. Он состоит из следующих пяти основных подсистем:

Рис. 5.36. Блок-схема цифрового генератора сигнала.

1) ЗУ и рекуррентного генератора, 2) табличного цифро-аналогового преобразователя (ЦАП), 4) аналогового фильтра для сглаживания выходного сигнала ЦАП и 5) смесителей для перенесения спектра сигнала на соответствующую промежуточную частоту.

ЗУ, рекуррентный генератор и табличное ЗУ используются для генерации отсчетов сигнала, спектр которого размещен в основной полосе. Для нахождения отсчетов можно воспользоваться двумя способами: либо непосредственно считывать из памяти оба отсчета квадратурных колебаний и и подавать на ЦАП, либо (если зондирующее колебание модулировано только по фазе) рекуррентно вычислять значения фазы или считывать их из ЗУ, а затем по этим значениям из табличной памяти выбирать отсчеты синуса и косинуса в качестве

Ввиду исключительно широкого распространения ЛЧМ-сигналов, как правило, целесообразно ввести в состав генератора блок изменения фазы по квадратичному закону. Алгоритм работы этого блока — рекурсия порядка — описывается следующими формулами:

Здесь — база ЛЧМ-сигнала, коэффициент превышения частоты дискретизации над шириной полосы число формируемых отсчетов сигнала.

Полученная последовательность значений фазы представляет собой результат дискретизации функции, описывающей фазу непрерывного ЛЧМ-колебания в моменты времени Мгновенная частота непрерывного колебания равна

Она меняется по линейному закону от до на интервале

Чтобы сформировать излучаемое колебание со спектром в основной полосе, нужно использовать обе квадратурные компоненты комплексного сигнала. Поэтому по, значению фазы необходимо найти косинус и синус (например, выбрав их из табличной памяти). Из результатов моделирования следует, что для ЛЧМ-сигналов с базой, равной 2048, 10-разрядное представление фазы и значений косинуса и синуса дает практически идеальный результат.

Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) служит для преобразования последовательности дискретных отсчетов в аналоговое колебание. В идеальном случае ЦАП представляет собой просто схему задержки, однако на практике в моменты смены отсчетов наблюдаются выбросы, причем они существуют конечное время (время установления ЦАП). Один из методов борьбы с этим явлением заключается в том, чтобы после окончания процесса установления в ЦАП отстробировать выходной сигнал коротким импульсом. В результате будет получена последовательность аналоговых импульсов, амплитуда которых пропорциональна значениям отсчетов, подаваемых на ЦАП.

Поскольку частотный спектр периодической последовательности аналоговых импульсов, как и последовательности дискретных отсчетов, является периодическим, то необходимо отфильтровать один из периодов спектра с помощью аналогового фильтра. Заключительная операция — перенесение спектра сигнала на промежуточную частоту, используемую в передатчике радиолокатора, — выполняется в смесителе.