專利名稱：航天測控x頻段小步進頻率綜合器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種航天測控X頻段小步進頻率綜合器，特別適用于在對信號質量要求較高的航天測控系統(tǒng)中作頻率綜合器裝置。
背景技術：
目前，由于航天測控領域在X頻段的頻譜資源非常有限，并且對信號頻譜特性有較高要求，如果采用頻率分辨率較低、信號質量差的頻率綜合器裝置為射頻信道提供本振信號，必將造成頻譜資源的嚴重浪費，同時也無法滿足航天測控技術領域的使用要求。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于避免上述背景技術中的不足之處而提供一種具有頻率步進小、相位噪聲低和雜散信號小的航天測控X頻段小步進頻率綜合器，本實用新型還具有性能穩(wěn)定可靠、操作簡便和體積重量小等特點。本實用新型是這樣實現(xiàn)的它包括DDS單元101、DDS上變頻器102、變頻單元103、 參考源分路器104、監(jiān)控電路105、鍵盤106和顯示屏107，其中DDS單元101入端口 1通過數(shù)據(jù)線與監(jiān)控電路105出端口 1連接，接收監(jiān)控控制數(shù)據(jù)，出端口 3與DDS上變頻器102入端口 1連接，送出上變頻中頻信號；DDS上變頻器102出端口 2與變頻單元103入端口 1連接送出上變頻二中頻信號；變頻單元103入端口 3通過數(shù)據(jù)線與監(jiān)控電路105出端口 2連接，接收監(jiān)控控制數(shù)據(jù)，出端口 4與合成頻率輸出端口 B連接，輸出最終射頻頻率；參考源分路器104入端口 1與參考信號輸入端口 A連接，輸入外部參考信號，出端口 2與DDS單元 101的入端口 2連接，輸出DDS時鐘參考信號，出端口 3與DDS上變頻器102的入端口 3連接，輸出一本振參考信號，出端口 4與變頻單元103的入端口 2連接，輸出二本振參考信號； 監(jiān)控電路105出入端口 5與遠程監(jiān)控接口 A連接，進行監(jiān)控數(shù)據(jù)交換；鍵盤106出端口 1通過數(shù)據(jù)線與監(jiān)控電路105入端口 3連接，輸出鍵盤信息；顯示屏107入端口 1通過數(shù)據(jù)線與監(jiān)控電路105出端口 4連接，接收顯示信息。本實用新型的目的還可以通過以下措施達到本實用新型DDS單元101包括參考鎖相環(huán)210、DDS電路211、第一放大器212，其中參考鎖相環(huán)210的入端口 1腳與參考源分路器104出端口 2腳連接，接收DDS時鐘參考信號，出端口 2腳與DDS電路211入端口 1腳連接，送出DDS時鐘信號；DDS電路211入端口 2腳與監(jiān)控電路105出端口 1腳連接，接收DDS頻率控制信息，出端口 3腳與第一放大器 212入端口 1腳連接，輸出DDS信號；第一放大器212出端口 2腳與DDS上變頻器102入端口 1腳連接，輸出上變頻器一中頻。本實用新型DDS上變頻器102包括本振313、DDS混頻器314、第二放大器315、第一濾波器316，其中本振313出端口 2腳與DDS混頻器314入端口 3腳連接，輸出一混頻本振信號，入端口 1腳與參考源分路器104出端口 3腳連接，輸入一本振參考信號；DDS混頻器314出端口 2腳與第二放大器315入端口 1腳連接，輸出射頻信號，入端口 1腳與DDS單元101出端口 3腳連接，輸入中頻信號；第二放大器315出端口 2腳與第一濾波器316入端口 1腳連接，輸出射頻信號；第一濾波器316出端口 2腳與混頻單元103入端口 1腳連接，
輸出二中頻信號。本實用新型混頻單元103包括監(jiān)控417、分路器418、L頻段本振419、C頻段本振 420、L頻段混頻器421、第二濾波器422、X頻段混頻器423、第三濾波器424，其中監(jiān)控417 的入端口 1腳與監(jiān)控電路105的出端口 2腳連接，接收頻率控制信息，出端口 2腳與L頻段本振419的入端口 2腳連接，輸出頻率控制信息，出端口 3腳與C頻段本振420的入端口 2 腳連接，輸出頻率控制信息；分路器418的入端口 1腳與參考源分路器104的出端口 4腳連接，輸入?yún)⒖夹盘?，出端?2腳與C頻段本振420的入端口 3腳連接，輸出C頻段本振參考信號，出端口 3腳與L頻段本振419的入端口 3腳連接，輸出L頻段本振參考信號；L頻段混頻器421的入端口 1腳與DDS上變頻器102的出端口 2腳連接，輸入二中頻信號，入端口 2腳與L頻段本振419的出端口 1腳連接，輸入本振信號，出端口 3腳與第二濾波器422的入端口 1腳連接，輸出三中頻信號；X頻段混頻器423的入端口 1腳與第二濾波器422的出端口 2腳連接，輸入三中頻信號，入端口 2腳與C頻段本振420的出端口 1腳連接，輸入本振信號，出端口 3腳與第三濾波器424的入端口 1腳連接，輸出射頻信號；第三濾波器似4 的出端口 2腳與合成頻率輸出端口 B連接，輸出最終射頻信號。本實用新型與背景技術相比有如下優(yōu)點1.本實用新型在X頻段IOOMHz頻率范圍內(nèi)，頻率步進可達到1Hz，實現(xiàn)了小步進、 高分辨率的性能指標。2.本實用新型利用DDS與PLL相結合的頻率合成方法，有效抑制雜散信號的同時， 保證了輸出信號具有低相位噪聲。3.本實用新型具有體積重量小、結構緊湊、操作簡便、性能穩(wěn)定可靠等優(yōu)點。
圖1是本實用新型的電原理方框圖。圖2是本實用新型DDS單元101的電原理圖。圖3是本實用新型DDS上變頻器102的電原理圖。圖4是本實用新型混頻單元103的電原理圖。
具體實施方式
參照圖1至圖4。本實用新型由DDS單元101、DDS上變頻器102、變頻單元103、參考源分路器104、監(jiān)控電路105、鍵盤106和顯示屏107組成。圖1是本實用新型的原理方框圖，實施例按圖1連接線路。其中DDS單元101入端口 1通過數(shù)據(jù)線與監(jiān)控電路105出端口 1連接，變頻單元103入端口 3通過數(shù)據(jù)線與監(jiān)控電路105出端口 2連接，由監(jiān)控電路 105實施對工作狀態(tài)的監(jiān)測和控制，鍵盤106出端口 1通過數(shù)據(jù)線與監(jiān)控電路105入端口 3 連接，通過鍵盤106的按鍵操作修改和監(jiān)測本機的狀態(tài)，并通過與監(jiān)控電路105出端口 4連接的顯示屏107進行實時地顯示檢測結果。實施例監(jiān)控電路105采用市售專用CPU集成電路ATMEGA128L制作。實施例鍵盤106采用市售4X4按鍵制作。實施例顯示屏107采用市售WDG0006-YYH-#02顯示屏制作。[0018]本實用新型DDS單元101的作用是產(chǎn)生步進為IHz的小步進信號，它包括參考鎖相環(huán)210、DDS電路211、第一放大器212，圖2是本實用新型DDS單元101電原理圖，實施例按圖2連接線路。參考鎖相環(huán)210的作用是為DDS電路211產(chǎn)生參考源信號，實施例參考鎖相環(huán)210采用市售集成電路ADF4002BRU制作。監(jiān)控電路105控制DDS電路211輸出步進為IHz的小步進信號，實施例DDS電路211采用市售集成電路AD9912制作。第一放大器212作用將DDS電路211的輸出信號進行放大，實施例第一放大器212采用集成芯片 ERA-3SM 制作。本實用新型DDS上變頻器102的作用是完成頻率合成的第一次變頻，并提供所需本振信號，它包括本振313、DDS混頻器314、第二放大器315、第一濾波器316，圖3是本實用新型DDS上變頻器102電原理圖，實施例按圖3連接線路。本振313的作用是為DDS混頻器314提供本振信號，實施例本振313采用市售集成電路ADF4002BRU制作。DDS單元101 產(chǎn)生的信號與本振313產(chǎn)生的本振信號由DDS混頻器314進行上變頻，輸出信號經(jīng)第二放大器315、第一濾波器316進行放大濾波輸出，實施例DDS混頻器314采用市售SYM30DLHW 集成電路制作，實施例第二放大器315采用市售集成芯片ERA-3SM制作，實施例第一濾波器 316采用定制濾波器模塊6MB/C-235/U10-S5器件制作。本實用新型混頻單元103的作用是完成頻率合成的第二次變頻和第二次變頻，并提供兩次變頻所需本振信號，它監(jiān)控417、分路器418、L頻段本振419、C頻段本振420、L頻段混頻器421、第二濾波器422、X頻段混頻器423、第三濾波器424，圖4是本實用新型混頻單元103電原理圖，實施例按圖3連接線路。DDS上變頻器102輸出的信號首先送入L頻段混頻器421，與L頻段本振419產(chǎn)生的本振信號進行二次變頻，混頻后的信號送入第二濾波器422濾波，之后送入X頻段混頻器423與C頻段本振420產(chǎn)生的本振信號再次進行三次變頻，輸出的信號再經(jīng)第三濾波器似4濾波由輸出端口 B輸出。實施例監(jiān)控417采用市售專用CPU集成電路C8051F300制作。實施例分路器418采用分路器模塊GFH-4-3制作。實施例L頻段本振419和C頻段本振420都采用市售集成電路ADF4107BRU制作。實施例L 頻段混頻器421采用市售集成電路ADE-18W+制作。實施例第二濾波器422采用定制濾波器模塊4SMT4-2080-U110-3制作。實施例X頻段混頻器423采用市售集成電路MC4510制作。實施例第三濾波器422采用定制濾波器模塊3FS10-7730/U120-P/P制作。本實用新型參考源分路器104的作用是將外部提供的一路IOMHz參考信號進行分路放大，分成若干路輸出，分別為DDS單元101、DDS上變頻器102、混頻單元103提供IOMHz 參考信號。實施例參考源分路器104采用集成分路器模塊GFSH8制作。本實用新型簡要工作原理如下DDS單元101輸出小步進信號，經(jīng)過DDS上變頻器 102和混頻單元103進行三次變頻后，實現(xiàn)了在X頻段上的小步進頻率合成，合成信號的頻率通過監(jiān)控電路設置DDS單元101輸出信號的頻率和混頻單元103本振信號的頻率進行改變。本實用新型的安裝結構如下整機采用標準2U機箱，機箱內(nèi)部各個部件采用模塊化設計，均使用獨立的屏蔽盒體結構，有效避免電磁信號之間的互相干擾；本實用新型的特征模塊通過安裝件組合在一起，體積大大減?。粰C箱外形尺寸為480毫米X 80毫米X 410 毫米，機箱兩側可以安裝滑動導軌，機箱前面板安裝有鍵盤106和顯示屏107，機箱后部安裝有電源插座、遠程監(jiān)控接口 A插座、合成頻率輸出端口 B插座以及參考信號輸入端口 C插座，組裝成本實用新型。
權利要求1.一種航天測控X頻段小步進頻率綜合器，包括參考源分路器(104)、監(jiān)控電路(105)、 鍵盤(106)和顯示屏(107)，其特征在于還包括DDS單元(101)、DDS上變頻器(102)和變頻單元(103)，其中DDS單元(101)入端口 1通過數(shù)據(jù)線與監(jiān)控電路(105)出端口 1連接， 接收監(jiān)控控制數(shù)據(jù)，出端口 3與DDS上變頻器(10 入端口 1連接，送出上變頻中頻信號； DDS上變頻器(102)出端口 2與變頻單元(103)入端口 1連接送出上變頻二中頻信號；變頻單元(10 入端口 3通過數(shù)據(jù)線與監(jiān)控電路(10 出端口 2連接，接收監(jiān)控控制數(shù)據(jù)，出端口 4與合成頻率輸出端口 B連接，輸出最終射頻頻率；參考源分路器(104)入端口 1與參考信號輸入端口 A連接，輸入外部參考信號，出端口 2與DDS單元(101)的入端口 2連接， 輸出DDS時鐘參考信號，出端口 3與DDS上變頻器(102)的入端口 3連接，輸出一本振參考信號，出端口 4與變頻單元(103)的入端口 2連接，輸出二本振參考信號；監(jiān)控電路(105) 出入端口 5與遠程監(jiān)控接口 A連接，進行監(jiān)控數(shù)據(jù)交換；鍵盤(106)出端口 1通過數(shù)據(jù)線與監(jiān)控電路(105)入端口 3連接，輸出鍵盤信息；顯示屏(107)入端口 1通過數(shù)據(jù)線與監(jiān)控電路(105)出端口 4連接，接收顯示信息。
2.根據(jù)權利要求書1所述的航天測控X頻段小步進頻率綜合器，其特征在于所述的 DDS單元(101)包括參考鎖相環(huán)Q10)、DDS電路011)、第一放大器012)，其中參考鎖相環(huán) (210)的入端口 1腳與參考源分路器(104)出端口 2腳連接，接收DDS時鐘參考信號，出端口 2腳與DDS電路011)入端口 1腳連接，送出DDS時鐘信號；DDS電路Qll)入端口 2腳與監(jiān)控電路(105)出端口 1腳連接，接收DDS頻率控制信息，出端口 3腳與第一放大器(212) 入端口 1腳連接，輸出DDS信號；第一放大器012)出端口 2腳與DDS上變頻器(10 入端口 1腳連接，輸出上變頻器一中頻。
3.根據(jù)權利要求書1所述的航天測控X頻段小步進頻率綜合器，其特征在于所述的DDS上變頻器(10 包括本振(31 、DDS混頻器(314)、第二放大器(31 、第一濾波器 (316)，其中本振(313)出端口 2腳與DDS混頻器(314)入端口 3腳連接，輸出一混頻本振信號，入端口 1腳與參考源分路器(104)出端口 3腳連接，輸入一本振參考信號；DDS混頻器(314)出端口 2腳與第二放大器(31 入端口 1腳連接，輸出射頻信號，入端口 1腳與 DDS單元(101)出端口 3腳連接，輸入中頻信號；第二放大器(315)出端口 2腳與第一濾波器(316)入端口 1腳連接，輸出射頻信號；第一濾波器(316)出端口 2腳與混頻單元(103) 入端口 1腳連接，輸出二中頻信號。
4.根據(jù)權利要求書1所述的航天測控X頻段小步進頻率綜合器，其特征在于所述的混頻單元(103)包括監(jiān)控(417)、分路器(418)丄頻段本振(419)丄頻段本振(420)、L頻段混頻器G21)、第二濾波器022)、X頻段混頻器023)、第三濾波器GM)，其中監(jiān)控(417) 的入端口 1腳與監(jiān)控電路(105)的出端口 2腳連接，接收頻率控制信息，出端口 2腳與L頻段本振G19)的入端口 2腳連接，輸出頻率控制信息，出端口 3腳與C頻段本振020)的入端口 2腳連接，輸出頻率控制信息；分路器018)的入端口 1腳與參考源分路器(104)的出端口 4腳連接，輸入?yún)⒖夹盘?，出端?2腳與C頻段本振020)的入端口 3腳連接，輸出 C頻段本振參考信號，出端口 3腳與L頻段本振019)的入端口 3腳連接，輸出L頻段本振參考信號；L頻段混頻器021)的入端口 1腳與DDS上變頻器(102)的出端口 2腳連接，輸入二中頻信號，入端口 2腳與L頻段本振019)的出端口 1腳連接，輸入本振信號，出端口 3腳與第二濾波器G22)的入端口 1腳連接，輸出三中頻信號；X頻段混頻器G23)的入端口 1腳與第二濾波器G22)的出端口 2腳連接，輸入三中頻信號，入端口 2腳與C頻段本振G20)的出端口 1腳連接，輸入本振信號，出端口 3腳與第三濾波器(424)的入端口 1腳連接，輸出射頻信號；第三濾波器GM)的出端口 2腳與合成頻率輸出端口 B連接，輸出最終射頻信號。
專利摘要本實用新型公開了一種航天測控X頻段小步進頻率綜合器，它涉及航天測控領域射頻信道中的頻率綜合器裝置。它由DDS單元、DDS上變頻器、變頻單元、參考源分路器、監(jiān)控電路、鍵盤和顯示屏等部分組成。它利用DDS與PLL相結合的頻率合成技術，通過DDS輸出小步進信號，再與多個鎖相環(huán)路進行三次變頻后，實現(xiàn)了在X頻段上的小步進頻率合成，合成信號的頻率通過監(jiān)控電路設置DDS單元輸出信號的頻率和鎖相環(huán)路輸出信號的頻率進行改變。本實用新型具有頻率步進小、相位噪聲低和雜散信號小等特點，同時還具有性能穩(wěn)定可靠、操作簡便和體積重量小等特點，特別適用于信號質量要求較高的航天測控系統(tǒng)中作頻率綜合器裝置。
文檔編號H03L7/18GK202334495SQ20112048255
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月28日 優(yōu)先權日2011年11月28日
發(fā)明者于樹全, 吳景宇, 宋亮, 張彥峰 申請人:中國電子科技集團公司第五十四研究所