基于DDS和混频技术的高精度数字移相研究

"王灵威和刘长军在《单通道干涉仪测向系统中的高精度数字移相技术研究》中，探讨了解决单通道干涉仪测向系统中数字移相精度不足的问题。他们提出了一种结合直接数字频率合成（DDS）技术和混频技术的新型数字移相技术，通过两级混频结构实现对输入信号的高精度相位偏移。这种方法利用DDS信号发生器产生的本振信号控制相位差，从而在指定频率范围内实现0°到360°的移相。他们利用FPGA评估板、DAC FMC子卡、混频器和滤波器等硬件构建了432至434 MHz输入频率范围的移相器样机，并进行了验证，达到了小于0.09°的移相步进和小于0.8°的实测误差均方根（RMS）。" 这篇研究详细阐述了单通道干涉仪测向系统中存在的挑战，即传统数字移相器的精度问题。作者指出，由于这种不精确性，会影响到参考天线输出信号的处理，从而影响到测向系统的性能。为了解决这个问题，他们提出了一个创新的解决方案，即采用DDS技术和混频技术相结合的数字移相技术。 DDS技术是一种先进的频率合成方法，能够产生精确的频率和相位调整，而混频技术则允许信号频率的转换。在这项研究中，两级混频器被用来首先将输入信号下变频，然后上变频，两个过程都由DDS信号发生器产生的本振信号控制。通过调整本振信号的相位差，可以实现对输入信号的全范围相位偏移。 实验部分，研究人员使用FPGA（现场可编程门阵列）评估板作为核心处理器， DAC FMC子卡用于数字模拟转换，混频器用于频率转换，滤波器则用于信号净化。这些组件组合在一起，构建了一个工作在432至434 MHz频率范围的移相器原型。实验结果表明，该系统能够实现0°到360°的连续移相，且移相步进小于0.09°，这意味着相位调整的精细程度非常高。同时，实测误差的均方根小于0.8°，这证实了该方法在提高移相精度方面的有效性。 关键词包括移相器、DDS、混频、干涉仪测向、非同步、数字移相、FPGA和相位差，强调了这项工作的关键技术和应用领域。这项研究对于提升单通道干涉仪测向系统的性能，尤其是在高精度测向任务中，具有重要的理论与实践意义。