数字相控阵雷达同步技术研究与实现

数字相控阵雷达的同步问题在雷达阵面设计中是一个关键性的问题,其雷达天线阵面集成了模数变换器阵列和数模变换器阵列及数字信号预处理阵列,数字阵列工作时钟的频率高低和阵面规模是决定同步难度的关键性指标;论述了大规模阵列的数字同步精度指标需求,同步难点如基准时钟、工作时钟、同步时钟等信号的时序偏斜及抖动约束条件分析;文章创新性地采用了解决问题的技术途径:分布式频率源、同步时钟分配网络、同步实时监控及主动调整等关键技术,达到了精确同步的效果,进而实现了高采样率下的数字阵列雷达同步。

基于数字相控阵雷达的同步技术设计

为提高近海沿岸手机相控阵监控系统中的数字相控阵雷达技术的性能,对其影响因素进行分析,得出性能影响因素为数字波束形成,而数字波束形成与天线阵面的同步性能有关。因此,为实现数字相控阵雷达前端的同步,设计了一套时间同步系统,以主瓣-3 dB波束宽度的优化作为同步性能的指标,在相位误差为9°时,所对应的时延误差均值为25.8 ps。通过在时间同步系统中应用分布式锁相环技术、时间数字转换器技术等对数字相控阵雷达进行设计,通过试验验证可知,经同步设计优化后的数字相控阵雷达对应的时延误差均值约为20 ps,满足同步性能指标的要求,并且在进行采样时输出信号稳定、同步性较好。