雷達技術的迅速發展，促使雷達性能不斷提高，雷達信號已由傳統的模擬技術向數字技術方向發展。傳統的雷達信號只有連續波和矩形包絡射頻脈沖兩種形式。技術雖然成熟，但采用此信號的雷達，目標參數的測量能力和精度均受到限制,遠不能適應現代雷達發展的要求[1]。頻率合成技術是現代電子系統的重要組成部分，是決定電子系統性能的關鍵。隨著雷達、電子對抗、衛星通信、航空航天等技術的發展，各種系統對頻率合成器的頻譜純度、頻率穩定度、頻率分辨率和工作帶寬等指標也提出了越來越高的要求。低相位噪聲、高純頻譜、高速捷變和高輸出頻段的頻率合成器已成為頻率合成發展的主要趨勢，傳統的單一合成方式很難兼顧上述各項性能指標,達到現代通信系統對頻率合成器的要求[2]。基于這一點，本文采用DDS+PLL相結合的方式，通過外部FPGA的控制，產生高頻率、高分辨率、變頻時間短的信號。

1 方案設計
    為了產生頻帶寬、工作頻率高、頻率變換時間短的寬帶雷達信號，本文采用DDS+PLL的混合方式。DDS產生輸出小步進信號作為鎖相環的參考頻率源，由 PLL將產生的頻率倍頻到所需要的頻率范圍。頻率合成器的輸出頻率的具體公式如下：

    設計采用DDS激勵PLL的方案實現。外部通過FPGA對DDS實現控制，使得DDS完成頻率為10 MHz～11 MHz、步進為10 kHz的信號，通過PLL的倍頻合成，信號達到850 MHz~935 MHz的輸出范圍。
2 單元電路的設計與仿真
2.1 基本方案設計
    本方案要求輸出850 MHz～950 MHz的掃頻信號，相位噪聲優于-90 dBc/Hz@1 kHz，雜散抑制大于-50 dBc，輸出功率＞-5 dBm，頻率步進850 kHz，環路鎖定時間小于30 μs。信號采用DDS激勵PLL的模式輸出，DDS部分選用AD公司的直接數字合成AD9852芯片，鎖相環采用ADF4360-7芯片進行設計。從AD9852芯片資料上可知，DDS輸出頻率為10 MHz，參考頻率為100 MHz時，相位噪聲約為-140 dBc/Hz@1 kHz[4]。因為鎖相環的鑒相頻率由DDS提供，而DDS輸出頻率需要參考鑒相器分頻比的數值，所以從相位噪聲的角度考慮，本文選擇DDS輸出頻率參照芯片資料的參考值為10 MHz～11 MHz。由于本設計所要求的頻率不高，所以鎖相環選用集成VCO的ADF4360-7芯片。該芯片輸出頻率可由外部電感的設置進行改變，頻率的輸出范圍為350 MHz～1 800 MHz，內部集成的二分頻器可對輸出頻率二分頻，即輸出范圍可在175 MHz～900 MHz間調整[4]，滿足本設計輸出要求。整個系統的原理結構如圖1所示。

    為了使鎖相環路盡快進入鎖定狀態，縮短頻率合成
    
  

    從圖中觀察可知，實際的測試結果為849.98 MHz～934.88 MHz，輸出理論值為850 MHz～935 MHz，相位噪聲為-90 dBc/Hz@1 kHz，輸出信號功率-4 dBm，再通過示波器來測試環路濾波器的調諧電壓跳變性能，可以得到環路鎖定時間約為14 μs。考慮到測量誤差等方面的因素，雖然該系統設計符合測試要求，但相位噪聲效果并不理想。由于本設計所輸出的頻帶在一個較寬的范圍，所以環路濾波器不能很好地兼顧各個頻點的性能，且電路板構圖不夠合理，電磁兼容性能有待改善。
    本設計中，各單元模塊都使用集成電路實現，實現了芯片的小型化，提供了性能優良的寬帶雷達信號，降低了該探地雷達的設計面積。該探地雷達通過實驗測試，取得了較好的測試結果，整個系統工作穩定，有優良的工作性能，為超寬帶雷達信號的產生奠定了基礎。
參考文獻
[1] 費元春，蘇廣紅.超寬帶雷達理論與技術[M].北京：國防工業出版社，2010.
[2] MANASSEWITSCH V.頻率合成原理與設計[M].何松柏，宋亞梅，譯.北京：電子工業出版社，2008.
[3] 沈偉，文必洋，馬志剛，等.基于ADF4360-7的寬帶雷達信號源設計[J].現代雷達，2006，28（8）：39-42.
[4] AnalogDevices AD9852 Rev.E datasheet[Z].2004.
[5] AnalogDevices Inc.ADF4360-7 intergraded synthesizer and VCO[M].2004.
[6] 趙宏飛.4～8 GHz寬帶DDS鎖相掃頻源的研制[D].成都：電子科技大學，2002.