一种多通道数字前端的设计与实现

摘要

为满足雷达系统对信号处理的高性能需求，本文设计实现了一款高中频(intermediate frequency, IF)、大带宽、多通道的数字前端(digital front-end, DFE)。该设计采用宽带中频带通采样架构，集成双通道高速数据采集与宽带波形生成功能，实现收发共口径。硬件选用AD9625和AD9154两款高性能芯片，通过高速串行接口协议(JESD204B)与现场可编程门阵列(field-programmable gate array, FPGA)互联，优化了数据采集、波形产生、收发切换及时钟分配等核心模块。实验测试表明，在1 GHz采样时钟、750 MHz中频输入条件下，系统信噪比(signal-to-noise ratio, SNR)达55.3 dB,无杂散动态范围(spurious-free dynamic range, SFDR)为74.6 dBFS,可稳定输出400 MHz带宽线性调频信号(linear frequency-modulated, LFM),带内起伏小于1 dB。该高中频、大带宽、多通道数字前端的各项性能指标均满足雷达任务系统的设计要求，验证了方案的有效性与先进性。

关键词

雷达 / 软件无线电 / 数字前端 / 数据采集 / 波形产生 / 宽带 / 线性调频