基于四路ADC芯片交替采样的宽带信号采集系统设计

雷 雯，栗敬雨

(1.海军驻湘潭地区军事代表室,湖南 湘潭 411100;2.国防科技大学 前沿交叉学科学院,湖南 长沙 410073)

逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar，ISAR)能够获取空间目标的高分辨图像，是近地空间探测领域中获得目标具体信息的有效途径之一[1-2]。增大逆合成孔径雷达的信号带宽是提升ISAR图像分辨率的发展方向[3]。目前国际上先进的逆合成孔径雷达的信号带宽已经达到数个吉赫兹[4-6]。根据采样定理，系统采样频率应至少大于模拟信号带宽的两倍，这就要求ISAR的采集系统具有极高的模数转换速率。在一些特殊应用场景中，单片模数转换器(Analog to Digital Converter，ADC)无法满足系统对采样率的要求。并行交替采样(Time-Interleaved Analog-to-Digital Converter，TIADC)技术是提升系统采样率的有效方法。该方法将采样率较低的若干个ADC在相同的时钟频率、不同的时钟相位下交替采集信号，然后将这些ADC的采样数据按照顺序组合输出，即可提升系统的采样率[7-18]。

本文针对单片高精度ADC的采样率无法满足大带宽雷达系统中频直接采样的问题，设计了一种基于四路ADC芯片交替采样的宽带信号采集系统。该系统具备对5 GHz带宽的雷达信号进行高精度直接采集的能力，为基于多路ADC芯片交替采样的信号采集系统提供了技术基础和设计参考。

1 多路ADC芯片交替采样模型

采样率较低的M个ADC在相同的采样时钟频率、不同的采样时钟相位下并行采集信号，然后组合这M个ADC的采样序列作为系统输出以增加采样率。多路ADC芯片交替采样系统的模型如图1所示：采样时钟经过多个固定的延时器后得到系统所需的多个相位的采样时钟；……