一種射頻信號(hào)源的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種射頻信號(hào)源，該射頻信號(hào)源包括：至少一衰減模塊和控制模塊；其中，每一衰減模塊包括：衰減器，無衰減單元以及兩個(gè)選擇開關(guān)，衰減器與無衰減單元并聯(lián)，兩個(gè)選擇開關(guān)分別設(shè)置于無衰減單元和衰減單元的兩端，兩個(gè)選擇開關(guān)根據(jù)控制模塊的控制信號(hào)選擇連接衰減器和無衰減單元；控制模塊通過濾波器分別連接衰減模塊的選擇開關(guān)，衰減模塊進(jìn)行射頻信號(hào)衰減時(shí)，控制模塊控制兩選擇開關(guān)連接衰減器進(jìn)行射頻信號(hào)衰減，衰減模塊不進(jìn)行射頻信號(hào)衰減時(shí)，控制模塊控制兩選擇開關(guān)連接無衰減單元。通過濾波器降低控制信號(hào)帶來的各個(gè)模塊之間射頻信號(hào)的影響，衰減模塊的隔離度更高，同時(shí)不增加結(jié)構(gòu)復(fù)雜度，工藝要求，能耗和制作成本，增強(qiáng)實(shí)用性。
【專利說明】一種射頻信號(hào)源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及測(cè)量、測(cè)試【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是關(guān)于一種射頻信號(hào)源。
【背景技術(shù)】
[0002]測(cè)試測(cè)量領(lǐng)域中，射頻信號(hào)源是集多參數(shù)為一體的綜合型測(cè)量儀器，為蜂窩通信、無線連接、音頻/視頻廣播和航空/國防等行業(yè)中的基帶和射頻測(cè)試應(yīng)用提供高達(dá)6GHz的標(biāo)準(zhǔn)連續(xù)波、模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制參考信號(hào)。它們具有低相位噪聲、高輸出功率、優(yōu)異的電平精度和先進(jìn)的基帶功能等特性，可為射頻收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)和包含這些系統(tǒng)的元器件生成所需的功能和參數(shù)測(cè)試信號(hào)。借助頻率范圍、高輸出功率、小信號(hào)輸出，低相位噪聲、內(nèi)置基帶發(fā)生器、數(shù)字I/O等選件，滿足各種特定的需求。
[0003]隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，射頻信號(hào)源體積也越來越小，相應(yīng)的對(duì)于內(nèi)部的電路集成要求也越來越高。衰減器模塊采用程控步進(jìn)衰減器(可由CPU (中央處理器)控制，可步進(jìn)調(diào)整衰減量)。具體如圖1所示為一現(xiàn)有技術(shù)中射頻信號(hào)源。該射頻信號(hào)源的衰減器模塊
10包括六節(jié)衰減電路101和控制衰減電路的控制模塊102 (衰減電路數(shù)目可以根據(jù)需求做調(diào)整，可以減少衰減電路個(gè)數(shù)，也可以調(diào)整衰減電路在鏈路中的位置)。每一節(jié)衰減電路101由一個(gè)固定衰減單元1012和導(dǎo)線1011并聯(lián)組成,通過開關(guān)1013來選擇信號(hào)是通過固定衰減單元1012或?qū)Ь€1011 (即無衰減通道)。
[0004]然而采用圖1所示的衰減模塊形式，隨著射頻信號(hào)源頻率范圍的不斷提高，現(xiàn)有的衰減器模塊的控制開關(guān)的隔離度會(huì)隨著頻率的升高而降低，且由于信號(hào)源體積的不斷縮小，也將帶來各模塊之間的互相干擾。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種射頻信號(hào)源，該射頻信號(hào)源包括:至少一衰減模塊和控制模塊；其中，每一衰減模塊包括:衰減器，無衰減單元以及兩個(gè)選擇開關(guān)，所述衰減器與無衰減單元并聯(lián)，兩個(gè)選擇開關(guān)分別設(shè)置于無衰減單元和衰減單元的兩端，兩選擇開關(guān)根據(jù)控制模塊的控制信號(hào)選擇連接所述衰減器和無衰減單元；所述控制模塊通過濾波器分別連接所述衰減模塊的選擇開關(guān)，所述衰減模塊進(jìn)行射頻信號(hào)衰減時(shí)，控制模塊控制兩選擇開關(guān)連接衰減器進(jìn)行射頻信號(hào)衰減，衰減模塊不進(jìn)行射頻信號(hào)衰減時(shí)，控制模塊控制兩選擇開關(guān)連接無衰減單元。
[0006]本發(fā)明通過濾波器降低控制信號(hào)帶來的各個(gè)模塊之間射頻信號(hào)的互相影響，同時(shí)降低由于小型化，帶來的大信號(hào)對(duì)小信號(hào)之間的影響?？朔爽F(xiàn)有技術(shù)的不足，使其衰減模塊的隔離度更高，衰減比例倍數(shù)更高，同時(shí)不增加結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度，工藝要求，能耗和制作成本，增強(qiáng)其實(shí)用性。
[0007]為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0008]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0009]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中射頻信號(hào)源的衰減器模塊；
[0010]圖2為本發(fā)明實(shí)施例射頻信號(hào)源的基本原理圖；
[0011]圖3為本發(fā)明射頻信號(hào)源實(shí)施方式的示意圖；
[0012]圖4為本發(fā)明實(shí)施例中一衰減單元的電路圖；
[0013]圖5為信號(hào)衰減時(shí)衰減單元的電路圖；
[0014]圖6為控制模塊與衰減單元的電路連接示意圖；
[0015]圖7為攜帶了射頻信號(hào)的控制信號(hào)；
[0016]圖8為濾波器之后控制信號(hào)傳輸線上攜帶的控制信號(hào)；
[0017]圖9為本發(fā)明實(shí)施例中的濾波器形式；
[0018]圖10為本發(fā)明實(shí)施例中的濾波器形式；
[0019]圖11為射頻信號(hào)源的PCB電路板結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0021]本發(fā)明實(shí)施例公開了一種射頻信號(hào)源，射頻信號(hào)源包括:至少一衰減模塊和控制模塊；每一衰減模塊包括:衰減器，無衰減單元以及兩個(gè)選擇開關(guān)，衰減器與無衰減單元并聯(lián)，兩個(gè)選擇開關(guān)分別設(shè)置于無衰減單元和衰減單元的兩端，兩選擇開關(guān)根據(jù)控制模塊的控制信號(hào)選擇連接衰減器和無衰減單元；
[0022]控制模塊通過濾波器分別連接衰減模塊的選擇開關(guān)，衰減模塊進(jìn)行射頻信號(hào)衰減時(shí)，控制模塊控制兩選擇開關(guān)連接衰減器進(jìn)行射頻信號(hào)衰減，衰減模塊不進(jìn)行射頻信號(hào)衰減時(shí)，控制模塊控制兩選擇開關(guān)連接無衰減單元。
[0023]其中，無衰減單元為微帶線，射頻信號(hào)源的印刷電路板上濾波器鄰近衰減模塊，并且衰減模塊的周圍做開槽處理。
[0024]射頻信號(hào)源還包括:壓控振蕩器模塊，用于產(chǎn)生頻率范圍為f2到f3的射頻信號(hào)；大功率傳輸模塊，用于擴(kuò)展射頻信號(hào)的頻率范圍并對(duì)不同頻率的射頻信號(hào)進(jìn)行功率補(bǔ)償，生成輸出功率一致的射頻信號(hào)；高功率模塊，用于變化射頻信號(hào)源的輸出功率。
[0025]為清楚說明本發(fā)明的技術(shù)方案下面結(jié)合射頻信號(hào)源的基本原理對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)說明。
[0026]射頻信號(hào)源即射頻信號(hào)發(fā)生器，如圖2所示，為本發(fā)明實(shí)施例中射頻信號(hào)源的基本原理圖，其輸出信號(hào)由VCO模塊201的三個(gè)壓控振蕩器(VoltageControlledOscillator, VCO)產(chǎn)生，通過后面大功率傳輸模塊的分頻模塊2021和倍頻模塊2022來做頻率的擴(kuò)展。信號(hào)輸出幅度以及調(diào)制由后面的五個(gè)模塊(頻率響應(yīng)補(bǔ)償模塊，)來控制。以下對(duì)各模塊進(jìn)行具體說明:
[0027]VCO模塊201:包括VCO及其頻率鑒相模塊2011，產(chǎn)生頻率范圍為f2到f3的射頻信號(hào)。
[0028]通過選擇開關(guān)來選擇信號(hào)通過分頻模塊2021或倍頻模塊2022:通過分頻模塊2021將信號(hào)頻率范圍擴(kuò)展為fl〈fC〈f2，通過倍頻模塊2023將信號(hào)頻率范圍擴(kuò)展為f3<fc<f4(fc為最終輸出的頻率，f4為射頻信號(hào)源的最高輸出頻率)。
[0029]頻率響應(yīng)補(bǔ)償模塊2023:由于不同的頻率范圍采用不同的鏈路通道，會(huì)帶來頻率響應(yīng)的惡化，故而采用頻率響應(yīng)補(bǔ)償模塊2023對(duì)不同頻率的信號(hào)的功率進(jìn)行補(bǔ)償，使其在通過頻率響應(yīng)補(bǔ)償模塊2023之后輸出功率基本一致。
[0030]脈沖調(diào)制模塊2024和I/Q調(diào)制模塊2025:信號(hào)從頻率響應(yīng)補(bǔ)償模塊2023輸出之后進(jìn)行脈沖調(diào)制和I/Q調(diào)制，也可以不調(diào)制直接輸出。
[0031]自動(dòng)增益
控制模塊2026:為了避免溫度變化造成的器件差異，從而導(dǎo)致信號(hào)功率變化，故而信號(hào)必須通過自動(dòng)增益控制模塊2026，保證其輸出功率的穩(wěn)定性。
[0032]衰減器模塊204:信號(hào)從自動(dòng)增益控制模塊2026輸出為一個(gè)固定的功率P2(dBm)，而實(shí)際上射頻信號(hào)源的輸出功率為可變的，其范圍為:Pl (dBm)到P3 (dBm)之間，即有高功率的輸出，也有小信號(hào)的輸出，衰減器模塊204的作用就是將固定的P2功率通過改變衰減器模塊204的衰減量使其輸出的功率可以在Pl和P2之間變化。
[0033]高功率放大模塊203:其作用就是將固定的信號(hào)功率P2，通過高功率放大模塊203的放大，擴(kuò)展其輸出為P3，再配合衰減器模塊204的使用，即可實(shí)現(xiàn)輸出功率在P2和P3之間變化。
[0034]如圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)中的射頻信號(hào)源，控制模塊通過控制選擇開關(guān)來選擇信號(hào)是通過固定衰減單元或?qū)Ь€(即無衰減通道)。本發(fā)明通過在控制線上增加低通濾波器來降低由于控制線帶來的干擾，如圖3所示，為本發(fā)明射頻信號(hào)源實(shí)施方式的示意圖，本實(shí)施例中衰減器模塊302包括控制開關(guān)Sf S14，微帶線Lf L8，衰減單元Al~A6，濾波器單元LPFfLPFH以及CPU控制模塊?？刂崎_關(guān)是用采用二選一的開關(guān)器件，頻率范圍從直流DC到交流的GHz，可以高到60GHz，甚至更高，其用來選擇信號(hào)是通過衰減單元Af A6 (其中Α1~Α6可以任意組合)，還是無衰減單元，即微帶線Lf L8。控制模塊301對(duì)控制開關(guān)的控制經(jīng)過濾波器LPF1~LPF14之后達(dá)到控制開關(guān)。
[0035]射頻信號(hào)源的射頻信號(hào)通過調(diào)制之后，進(jìn)入自動(dòng)增益控制模塊，該模塊主要實(shí)現(xiàn)調(diào)幅調(diào)制和信號(hào)功率的細(xì)微調(diào)節(jié)，即總的衰減量=自動(dòng)增益控制衰減(細(xì)調(diào)節(jié)，步進(jìn)
0.01dB)+衰減器模塊(粗調(diào)節(jié)，步進(jìn)為5dB)，本實(shí)施例中衰減器模塊301總共設(shè)計(jì)為135dB的衰減量，分別為 Al (5dB)，A2 (IOdB), A3 (20dB)，A4 (30dB)，A5 (30dB)，A6 (40dB),總的衰減量為135dB。例如信號(hào)需要衰減71dB時(shí)，即使用A4+A6+自動(dòng)增益控制IdB即可實(shí)現(xiàn)。 [0036]圖4所示為本發(fā)明實(shí)施例中一衰減單元的電路圖，包括兩個(gè)控制開關(guān)SN，一個(gè)衰減單元AN，一段微帶線LN。需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行衰減時(shí)，控制開關(guān)選擇讓信號(hào)通過AN，如圖5所示，為進(jìn)行信號(hào)衰減時(shí)，衰減單元的電路圖，不需要進(jìn)行衰減時(shí)，控制開關(guān)選擇讓信號(hào)直接通過，即通過微帶線LN輸出。而開關(guān)的控制由控制模塊給出，本實(shí)施例中控制模塊可以是FPGA，CPLD，單片機(jī)等等。由于控制線傳輸?shù)倪^程中難免會(huì)攜帶傳輸路徑中通過的模塊的信號(hào)，故在控制線上采用低通濾波器LPFn來對(duì)攜帶的信號(hào)進(jìn)行濾出，如圖6所示，為控制模塊與衰減單元的電路連接示意圖。
[0037]控制信號(hào)由控制模塊輸出，其一般為直流電平，而由于射頻信號(hào)的干擾，其控制線上攜帶了射頻信號(hào)，如圖7所示為攜帶了射頻信號(hào)的控制信號(hào)，通過濾波器之后，則控制信號(hào)傳輸線上攜帶的信號(hào)如圖8所示，可見，通過本發(fā)明實(shí)施方式控制信號(hào)中的射頻信號(hào)的功率被抑制了很大的部分。由于控制信號(hào)為直流信號(hào)，故而濾波器的截止頻率可以偏低，一般選取在十兆赫茲之內(nèi)。選定截止頻率，則根據(jù)切比雪夫形式的濾波器設(shè)計(jì)可以確定LI，Cl，C2的值，如圖9所示為本發(fā)明實(shí)施例中的濾波器形式，也可以使用目前EMI Suppress ionFilters (饋通電容型)來實(shí)現(xiàn)，如圖10所示。
[0038]本發(fā)明除了通過在控制線上增加低通濾波器來降低由于控制線帶來的干擾之外，同時(shí)在印刷電路板上作開槽處理，將衰減器模塊獨(dú)立出來，進(jìn)一步避免了其余模塊的大信號(hào)對(duì)衰減模塊小信號(hào)的干擾，如圖11所示為射頻信號(hào)源的PCB電路板結(jié)構(gòu)示意圖，濾波器在PCB板上的位置，盡量鄰近衰減單元附近，以避免由于模塊之間通過PCB (印刷電路板)的介質(zhì)傳播，導(dǎo)致大信號(hào)對(duì)小信號(hào)的干擾，并將衰減模塊周圍做開槽處理，且開槽處需進(jìn)行金屬化處理，使信號(hào)在開槽處接地，而不再通過空氣介質(zhì)傳播。
[0039]本發(fā)明通過增加濾波器降低由于控制信號(hào)帶來的各個(gè)模塊之間射頻信號(hào)的互相影響，以及由于小型化，帶來的大信號(hào)對(duì)小信號(hào)之間的影響，克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，在射頻信號(hào)源的衰減模塊周圍做開槽處理使衰減模塊的隔離度更高，衰減比例倍數(shù)更高，同時(shí)不增加結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度，工藝要求，能耗和制作成本，增強(qiáng)其實(shí)用性，有效地提高了衰減模塊的隔離度，使射頻信號(hào)源最終輸出能夠達(dá)到_135dBm甚至更小的最小信號(hào)輸出。
[0040]本發(fā)明中應(yīng)用了具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種射頻信號(hào)源，其特征在于，所述的射頻信號(hào)源包括:至少一衰減模塊和控制模塊;其中， 每一衰減模塊包括:衰減單元，無衰減單元以及兩個(gè)選擇開關(guān)，所述衰減單元與無衰減單元并聯(lián)，所述兩個(gè)選擇開關(guān)分別設(shè)置于所述無衰減單元和衰減單元的兩端，所述兩個(gè)選擇開關(guān)根據(jù)控制模塊的控制信號(hào)選擇連接所述衰減單元和無衰減單元； 所述控制模塊通過濾波器分別連接所述衰減模塊的選擇開關(guān)，所述衰減模塊進(jìn)行射頻信號(hào)衰減時(shí)，控制模塊控制兩選擇開關(guān)連接衰減單元進(jìn)行射頻信號(hào)衰減，衰減模塊不進(jìn)行射頻信號(hào)衰減時(shí)，控制模塊控制兩選擇開關(guān)連接無衰減單元。
2.如權(quán)利要求1所述的射頻信號(hào)源，其特征在于，所述的無衰減單元為微帶線。
3.如權(quán)利要求1所述的射頻信號(hào)源，其特征在于，在所述濾波器為低通濾波器。
4.如權(quán)利要求3所述的射頻信號(hào)源，其特征在于，所述的濾波器為切比雪夫形式的濾波器或饋通電容型濾波器。
5.如權(quán)利要求4所述的射頻信號(hào)源，其特征在于，所述濾波器的截止頻率小于10MHz。
6.如權(quán)利要求1所述的射頻信號(hào)源，其特征在于，在所述控制模塊為FPGA芯片，CPLD芯片或單片機(jī)。
7.如權(quán)利要求1所述的射頻信號(hào)源，其特征在于，在所述射頻信號(hào)源的印刷電路板上所述衰減模塊的周圍做開槽處理，并對(duì)開槽處做金屬化處理。
8.如權(quán)利要求1所述的射頻信號(hào)源，其特征在于，所述的控制信號(hào)為直流電平信號(hào)。
9.如權(quán)利要求1所述的射頻信號(hào)源，其特征在于，所述的射頻信號(hào)源還包括: 壓控振蕩器模塊，用于產(chǎn)生頻率范圍為f2到f3的射頻信號(hào)。
10.如權(quán)利要求1所述的射頻信號(hào)源，其特征在于，所述的射頻信號(hào)源還包括: 大功率傳輸模塊，用于擴(kuò)展所述的射頻信號(hào)的頻率范圍并對(duì)不同頻率的射頻信號(hào)進(jìn)行功率補(bǔ)償，生成輸出功率一致的射頻信號(hào)。
11.如權(quán)利要求1所述的射頻信號(hào)源，其特征在于，所述的射頻信號(hào)源還包括: 高功率放大模塊，用于變化射頻信號(hào)源的輸出功率。
【文檔編號(hào)】H03K3/02GK103873019SQ201210539536
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月13日
【發(fā)明者】沈艷梅, 王悅, 王鐵軍, 李維森 申請(qǐng)人:北京普源精電科技有限公司