一種提高頻率穩(wěn)定度的低雜散信號源產(chǎn)生方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于雷達系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用于雷達頻率合成器的設(shè)計中，具體為利用鎖 相技術(shù)將恒溫壓控晶體振蕩器同步到銫原子鐘的工作頻率上，并結(jié)合低雜散設(shè)計技術(shù)，產(chǎn) 生一種兼具高長期頻率穩(wěn)定度和高短期頻率穩(wěn)定度的低雜散信號源的產(chǎn)生方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著超低空飛行技術(shù)、隱身技術(shù)、綜合電子干擾技術(shù)和反福射導(dǎo)彈技術(shù)的 迅速發(fā)展，對雷達頻率合成器的性能指標(biāo)也提出了更高的要求，特別在雙基地雷達系統(tǒng) 中，由于發(fā)射和接收天線分置且相距較遠，要求收發(fā)站雷達和接收站雷達解決時間、頻率和 空間同步的技術(shù)難題。
[0003]本發(fā)明通過產(chǎn)生一種兼具高長期頻率穩(wěn)定度和高短期頻率穩(wěn)定度的低雜散信號 源的裝置，可以解決雙基地雷達收發(fā)兩站頻率的高精度同步問題，避免了傳統(tǒng)雙基地雷達 收發(fā)兩站間的直接同步信號傳輸鏈路，提高了雷達的戰(zhàn)術(shù)機動性能，而且保證了系統(tǒng)在地 雜波改善因子方面對頻率源短期穩(wěn)定度的要求。
[0004]本發(fā)明還可以繼續(xù)推廣到具有組網(wǎng)工作能力的新型雙基地炮位偵校雷達上以及 要求兼具高長期穩(wěn)定度和高短期穩(wěn)定度的低雜散信號源的使用上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]要解決的技術(shù)問題
[0006]為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種提高頻率穩(wěn)定度的低雜散信號源 產(chǎn)生方法及裝置。
[0007] 技術(shù)方案
[0008]一種提高頻率穩(wěn)定度的低雜散信號源產(chǎn)生方法，其特征在于步驟如下：
[0009] 步驟1 :將銫原子鐘的輸出頻率f銫進行N次倍頻后，使輸出頻率f銫搬移到恒溫 晶壓控體振蕩器的輸出頻率Nf銫；
[0010] 步驟2 :將輸出頻率Nf銫送給鎖相環(huán)電路中的鑒相器作為輸入信號，利用鎖相環(huán) 電路將恒溫壓控晶體振蕩器的輸出頻率f?晶同步到銫原子鐘的工作頻率f?銫上，輸出信號 foutl;
[0011] 步驟3 :輸出信號foutl依次通過窄帶晶體濾波器、放大器、窄帶晶體濾波器后，輸 出兼具高長期穩(wěn)定度和高短期穩(wěn)定度的低雜散信號fout。
[0012] 一種實現(xiàn)權(quán)利要求1的低雜散信號源產(chǎn)生方法的裝置，其特征在于包括銫原子 鐘、倍頻器、鑒相器、環(huán)路濾波器、恒溫壓控晶體振蕩器、功分器、窄帶濾波器和放大器；銫原 子鐘的輸出信號端口與倍頻器的輸入端口相連，倍頻器的輸出信號端口經(jīng)過濾波器后與鑒 相器的參考輸入端口 1相連，鑒相器的輸出端口與環(huán)路濾波器的輸入端口相連，環(huán)路濾波 器的輸出端口與恒溫壓控晶體振蕩器的壓控輸入端相連，恒溫壓控晶體振蕩器的輸出端經(jīng) 過一分二功分器，一路輸出通過放大器與鑒相器的輸入端口 2相連，另一路輸出與窄帶濾 波器相連，經(jīng)過放大器、窄帶濾波器后，輸出兼具高長期穩(wěn)定度和高短期穩(wěn)定度的低雜散信 號fouto
[0013] 所述的銫原子鐘為瑞士 0SCILL0QUARTZ公司生產(chǎn)的銫原子頻率標(biāo)準(zhǔn)5585B。
[0014] 所述的鑒相器為雙平衡混頻器。
[0015] 所述的窄帶濾波器為晶體濾波器。
[0016] 有益效果
[0017] 本發(fā)明提出的一種提高頻率穩(wěn)定度的低雜散信號源產(chǎn)生方法及裝置，不僅提高了 頻率穩(wěn)定度，而且采用低雜散設(shè)計技術(shù)降低了信號的輸出雜散。
【附圖說明】
[0018] 圖1本發(fā)明裝置圖
[0019] 圖2銫鐘輸出信號10倍頻后輸出相位噪聲曲線
[0020] 圖3高頻率穩(wěn)定度低雜散信號源輸出信號相位噪聲曲線
【具體實施方式】
[0021] 現(xiàn)結(jié)合實施例、附圖對本發(fā)明作進一步描述：
[0022] 具體技術(shù)方案如下：
[0023] 一種提高頻率穩(wěn)定度的低雜散信號源產(chǎn)生方法，步驟如下：
[0024] 步驟1 :將銫原子鐘的輸出頻率f銫進行N次倍頻后，使輸出頻率搬移到恒溫晶體 振蕩器的輸出頻率，輸出頻率為Nf銫。
[0025] 步驟2 :將步驟1產(chǎn)生的輸出頻率Nf銫送給鎖相環(huán)路中的鑒相器作為輸入信號， 利用鎖相環(huán)電路將恒溫晶體振蕩器的輸出頻率f?晶同步到銫原子鐘的工作頻率f?銫上，使 輸出信號foutl既具有恒溫晶體振蕩器的優(yōu)異短期穩(wěn)定度指標(biāo)，又能達到銫原子鐘的高長 期穩(wěn)定度指標(biāo)。
[0026] 步驟3 :將步驟2產(chǎn)生的輸出信號foutl，依次通過窄帶晶體濾波器、放大器、窄帶 晶體濾波器后，輸出兼具高長期穩(wěn)定度和高短期穩(wěn)定度的低雜散信號fout。
[0027] 這種兼具高長期頻率穩(wěn)定度和高短期頻率穩(wěn)定度的低雜散信號源產(chǎn)生方法的裝 置，包括產(chǎn)生裝置盒體上設(shè)有電源接口、信號輸出接口，產(chǎn)生裝置盒體內(nèi)設(shè)有銫原子鐘、倍 頻器、鑒相器、環(huán)路濾波器、晶體振蕩器、功分器、窄帶濾波器、放大器、電源變壓模塊。產(chǎn)生 裝置盒體上的電源接口與銫原子鐘的電源輸入端相連，銫原子鐘的10MHz輸出信號端口與 倍頻器的輸入端口相連，倍頻器的輸出信號端口與鑒相器的參考輸入端口相連，鑒相器的 輸出端口與環(huán)路濾波器的輸入端口相連，環(huán)路濾波器的輸出端口與恒溫壓控晶體振蕩器的 壓控輸入端相連，恒溫壓控晶體振蕩器的輸出端經(jīng)過二功分器，一路輸出與鑒相器的輸入 端口 2相連，另一路輸出與窄帶晶體濾波器相連，經(jīng)過放大器、窄帶晶體濾波器后，輸出兼 具高長期穩(wěn)定度和高短期穩(wěn)定度的低雜散信號font與裝置盒體上的信號輸出接口相連。
[0028] 以上產(chǎn)生裝置中銫原子鐘為瑞士 0SCILL0QUARTZ公司生產(chǎn)的銫原子頻率標(biāo)準(zhǔn) 5585B;晶體振蕩器為恒溫壓控晶體振蕩器；鑒相器采用雙平衡混頻器；所述窄帶濾波器采 用晶體濾波器，中心頻率為100MHz。
[0029] 如圖1所示，銫原子鐘的10MHz輸出信號端口與10倍頻器的輸入端口相連，經(jīng)過 倍頻器后輸出頻率為100MHz的信號，然后再通過濾波器濾波后，與鑒相器的參考輸入端1 相連，鑒相器采用雙平衡混頻器，鑒相器的輸出端口與環(huán)路濾波器的輸入端口相連，環(huán)路濾 波器采用有源濾波器，環(huán)路帶寬設(shè)置為100Hz，環(huán)路濾波器的輸出端口與恒溫壓控晶體振 蕩器的壓控輸入端相連，經(jīng)過二功分器，一路輸出信號反饋回鑒相器的輸入端口 2,這樣通 過鑒相器對兩路輸入信號比較，控制兩個輸入信號同相位，使恒溫壓控晶體振蕩器的輸出 信號頻率同步到銫原子鐘的工作頻率上，這樣輸出的100MHz信號既具有恒溫壓控晶體振 蕩器的優(yōu)異短期頻率穩(wěn)定度指標(biāo)，又具有銫原子鐘的中長期頻率穩(wěn)定度指標(biāo)。由于銫原子 鐘的近端雜散差，經(jīng)過二功分器輸出的另一路100MHz信號與窄帶晶體濾波器相連，經(jīng)過放 大器放大信號，再經(jīng)過第二級窄帶晶體濾波器后，可提高100MHz信號的雜散指標(biāo)，這樣窄 帶晶體濾波器輸出的100MHz信號與裝置盒體上的信號輸出接口相連，產(chǎn)生一種兼具高長 期頻率穩(wěn)定度和高短期頻率穩(wěn)定度的低雜散信號源的產(chǎn)生裝置。
[0030] 圖2為銫原子鐘輸出10MHz信號后，經(jīng)10倍頻器后輸出的相位噪聲曲線，此時相 位噪聲指標(biāo)為-120dBC/HZ/lkHZ，-120dBc/HZ/10kHZ，圖3為高頻率穩(wěn)定度低雜散信號源輸 出信號相位噪聲曲線，此時相位噪聲指標(biāo)為-148dBc/Hz/lkHz，-152dBc/Hz/10kHz。
[0031] 本發(fā)明旨在解決提高信號源頻率穩(wěn)定度的問題，同時實現(xiàn)信號源的低雜散設(shè)計要 求，適用于要求高頻率穩(wěn)定度和低雜散的雷達頻率合成器使用：
[0032] 1.比較以往信號源的頻率穩(wěn)定度指標(biāo)，本發(fā)明利用鎖相技術(shù)將恒溫壓控晶體振蕩 器同步到銫原子鐘的工作頻率，使信號源既具有恒溫壓控晶體振蕩器的優(yōu)異短期頻率穩(wěn)定 度指標(biāo)，又具有銫原子鐘的中長期頻率穩(wěn)定度指標(biāo)。信號源的中長期穩(wěn)定度指標(biāo)見表1，信 號源的相位噪聲指標(biāo)達到 -148dBc/Hz/lkHz。
[0033] 2.比較信號源的綜合性能指標(biāo)，本發(fā)明產(chǎn)生的信號源不僅提高了頻率穩(wěn)定度，而 且采用低雜散設(shè)計技術(shù)降低了信號的輸出雜散。利用鎖相技術(shù)將恒溫壓控晶體振蕩器同步 到銫原子鐘的工作頻率，雖然提高了信號源的頻率穩(wěn)定度，但同時銫原子鐘的近端雜散差 的缺點也同時帶來，采用兩級窄帶晶體濾波器可使信號源的雜散指標(biāo)達到以下：
【主權(quán)項】
1. 一種提高頻率穩(wěn)定度的低雜散信號源產(chǎn)生方法，其特征在于步驟如下： 步驟1 :將銫原子鐘的輸出頻率f銫進行N次倍頻后，使輸出頻率f銫搬移到恒溫晶壓 控體振蕩器的輸出頻率Nf銫； 步驟2 :將輸出頻率Nf銫送給鎖相環(huán)電路中的鑒相器作為輸入信號，利用鎖相環(huán)電 路將恒溫壓控晶體振蕩器的輸出頻率f晶同步到銫原子鐘的工作頻率f銫上，輸出信號 foutl ； 步驟3 :輸出信號foutl依次通過窄帶晶體濾波器、放大器、窄帶晶體濾波器后，輸出兼 具高長期穩(wěn)定度和高短期穩(wěn)定度的低雜散信號fout。
2. -種實現(xiàn)權(quán)利要求1的低雜散信號源產(chǎn)生方法的裝置，其特征在于包括銫原子鐘、 倍頻器、鑒相器、環(huán)路濾波器、恒溫壓控晶體振蕩器、功分器、窄帶濾波器和放大器；銫原子 鐘的輸出信號端口與倍頻器的輸入端口相連，倍頻器的輸出信號端口經(jīng)過濾波器后與鑒相 器的參考輸入端口 1相連，鑒相器的輸出端口與環(huán)路濾波器的輸入端口相連，環(huán)路濾波器 的輸出端口與恒溫壓控晶體振蕩器的壓控輸入端相連，恒溫壓控晶體振蕩器的輸出端經(jīng)過 一分二功分器，一路輸出通過放大器與鑒相器的輸入端口 2相連，另一路輸出與窄帶濾波 器相連，經(jīng)過放大器、窄帶濾波器后，輸出兼具高長期穩(wěn)定度和高短期穩(wěn)定度的低雜散信號 fout〇
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述的銫原子鐘為瑞士 0SCILL0QUARTZ公 司生產(chǎn)的銫原子頻率標(biāo)準(zhǔn)5585B。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述的鑒相器為雙平衡混頻器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述的窄帶濾波器為晶體濾波器。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種提高頻率穩(wěn)定度的低雜散信號源產(chǎn)生方法及裝置，屬于雷達系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用于雷達頻率合成器的設(shè)計中，具體為利用鎖相技術(shù)將恒溫壓控晶體振蕩器同步到銫原子鐘的工作頻率上，并結(jié)合低雜散設(shè)計技術(shù)，產(chǎn)生一種兼具高長期頻率穩(wěn)定度和高短期頻率穩(wěn)定度的低雜散信號源的產(chǎn)生方法及裝置，解決提高信號源頻率穩(wěn)定度的問題，同時實現(xiàn)信號源的低雜散設(shè)計要求，適用于要求高頻率穩(wěn)定度和低雜散的雷達頻率合成器使用。
【IPC分類】H03L7-26
【公開號】CN104579339
【申請?zhí)枴緾N201410745530
【發(fā)明人】楊俐, 王棟, 朱康生, 李宏, 楊方紅, 陳福媛, 其他發(fā)明人請求不公開姓名
【申請人】西安電子工程研究所
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月8日