一種高穩(wěn)定毫米波鎖相源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及通訊技術(shù)領(lǐng)域，具體地講，涉及的是一種高穩(wěn)定毫米波鎖相源。
【背景技術(shù)】
[0002]毫米波是指波長介于1?10m m的一段電磁頻譜，它所對(duì)應(yīng)的頻率范圍為3 0?300GHz，但在實(shí)際應(yīng)用的頻譜劃分中，通常把毫米波低端擴(kuò)頻到18GHz，即毫米波通常也可指頻率范圍為18?300GHz這一頻段范圍。毫米波的特點(diǎn)是波長短、頻帶寬以及其特殊的大氣傳播特性，這三個(gè)特點(diǎn)是促成毫米波發(fā)展的三個(gè)基本因素。
[0003]毫米波的傳播特性受大氣影響較大，如氧分子和水蒸氣等。這些氣體的頻率諧振特性對(duì)毫米波信號(hào)產(chǎn)生選擇性吸收和散射。分析表明:在22GHz、60GHz、120GHz和183GHz等頻率附近，出現(xiàn)大氣衰減極值，這種大氣吸收特性可以應(yīng)用在短距離傳輸?shù)谋Ｃ芡ㄐ胖校欢?5GHz、94GHz、140GHz和220GHz頻率附近，出現(xiàn)衰減較小的大氣傳播窗口，常應(yīng)用于低空空地導(dǎo)彈和地基雷達(dá)。因而充分利用這些頻段的特點(diǎn)，是設(shè)計(jì)性能優(yōu)良的毫米波系統(tǒng)的重要方面。
[0004]像在所有微波系統(tǒng)中一樣，振蕩頻率源認(rèn)為毫米波系統(tǒng)的核心部分，被稱為是系統(tǒng)的心臟，系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定度取決于所用本機(jī)振蕩器的頻率穩(wěn)定度，因而毫米波技術(shù)和系統(tǒng)的發(fā)展，迫切需要高穩(wěn)定和低相噪的毫米波振蕩源。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)巧妙、振蕩輸出穩(wěn)定的高穩(wěn)定毫米波鎖相源。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0007]—種高穩(wěn)定毫米波鎖相源，包括晶振，通過接收晶振產(chǎn)生的晶振信號(hào)而產(chǎn)生參考信號(hào)的微波參考鎖相源，通過接收微波參考鎖相源產(chǎn)生的參考信號(hào)并將其處理后輸出頻率信號(hào)的倍頻帶通濾波組件，以及分別接收來自倍頻帶通濾波組件的頻率信號(hào)和來自晶振的晶振信號(hào)通過環(huán)路鎖定實(shí)現(xiàn)信號(hào)輸出的毫米波鎖相環(huán)路;所述毫米波鎖相環(huán)路包括依次連接構(gòu)成環(huán)路的毫米波振蕩器、諧波混頻器、鎖相放大器、鎖相分頻器、中頻鑒相器和環(huán)路濾波器，其中，諧波混頻器分別接收來自倍頻帶通濾波組件的頻率信號(hào)和來自毫米波振蕩器的輸出信號(hào)并進(jìn)行諧波混頻，產(chǎn)生中頻信號(hào)，由鎖相放大器放大并由鎖相分頻器分頻后在中頻鑒相器內(nèi)與來自晶振的晶振信號(hào)進(jìn)行鑒相，由此產(chǎn)生的誤差電壓由環(huán)路濾波器濾波后反饋至毫米波振蕩器，從而實(shí)現(xiàn)控制毫米波振蕩器的振蕩輸出。
[0008]具體地，所述鎖相放大器由依次串聯(lián)構(gòu)成兩級(jí)放大結(jié)構(gòu)的第一放大器和第二放大器組成。
[0009]進(jìn)一步地，所述微波參考鎖相源包括依次連接構(gòu)成環(huán)路的壓控振蕩器、參考分頻器、數(shù)字鑒頻鑒相器和參考環(huán)路濾波器，其中，壓控振蕩器的輸出信號(hào)由參考分頻器分頻后在數(shù)字鑒頻鑒相器內(nèi)與來自晶振的晶振信號(hào)進(jìn)行鑒相，產(chǎn)生的差值信號(hào)經(jīng)參考環(huán)路濾波器濾波后反饋至壓控振蕩器，以控制其輸出特定的參考信號(hào)。
[0010]更進(jìn)一步地，所述倍頻帶通濾波組件包括依次串聯(lián)的第三放大器、四倍頻器、帶通濾波器、第四放大器和第五放大器，其中，第三放大器接收來自微波參考鎖相源的參考信號(hào)，第五放大器輸出處理后的頻率信號(hào)。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0012]本實(shí)用新型由于采用了諧波混頻和中頻鑒相的方式使得整個(gè)環(huán)路除了毫米波振蕩器和諧波混頻器外的其他部件的頻率要求都較低，能夠通過市面上性價(jià)比高的元器件采購實(shí)現(xiàn)，而且能夠較好地實(shí)現(xiàn)高穩(wěn)定和低相噪的目的，并且本實(shí)用新型構(gòu)思巧妙，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，方便實(shí)用，具有廣泛的應(yīng)用前景，適合推廣應(yīng)用。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，本實(shí)用新型的實(shí)施方式包括但不限于下列實(shí)施例。
實(shí)施例
[0015]如圖1所示，該高穩(wěn)定毫米波鎖相源，包括晶振，通過接收晶振產(chǎn)生的晶振信號(hào)而產(chǎn)生參考信號(hào)的微波參考鎖相源，通過接收微波參考鎖相源產(chǎn)生的參考信號(hào)并將其處理后輸出頻率信號(hào)的倍頻帶通濾波組件，以及分別接收來自倍頻帶通濾波組件的頻率信號(hào)和來自晶振的晶振信號(hào)通過環(huán)路鎖定實(shí)現(xiàn)信號(hào)輸出的毫米波鎖相環(huán)路。
[0016]所述毫米波鎖相環(huán)路包括依次連接構(gòu)成環(huán)路的毫米波振蕩器、諧波混頻器、鎖相放大器、鎖相分頻器、中頻鑒相器和環(huán)路濾波器，其中，諧波混頻器分別接收來自倍頻帶通濾波組件的頻率信號(hào)和來自毫米波振蕩器的輸出信號(hào)并進(jìn)行諧波混頻，產(chǎn)生中頻信號(hào)，由鎖相放大器放大并由鎖相分頻器分頻后在中頻鑒相器內(nèi)與來自晶振的晶振信號(hào)進(jìn)行鑒相，由此產(chǎn)生的誤差電壓由環(huán)路濾波器濾波后反饋至毫米波振蕩器，從而實(shí)現(xiàn)控制毫米波振蕩器的振蕩輸出。具體地，所述鎖相放大器由依次串聯(lián)構(gòu)成兩級(jí)放大結(jié)構(gòu)的第一放大器和第二放大器組成。
[0017]所述微波參考鎖相源包括依次連接構(gòu)成環(huán)路的壓控振蕩器、參考分頻器、數(shù)字鑒頻鑒相器和參考環(huán)路濾波器，其中，壓控振蕩器的輸出信號(hào)由參考分頻器分頻后在數(shù)字鑒頻鑒相器內(nèi)與來自晶振的晶振信號(hào)進(jìn)行鑒相，產(chǎn)生的差值信號(hào)經(jīng)參考環(huán)路濾波器濾波后反饋至壓控振蕩器，以控制其輸出特定的參考信號(hào)。
[0018]所述倍頻帶通濾波組件包括依次串聯(lián)的第三放大器、四倍頻器、帶通濾波器、第四放大器和第五放大器，其中，第三放大器接收來自微波參考鎖相源的參考信號(hào)，第五放大器輸出處理后的頻率信號(hào)。
[0019]本實(shí)用新型以3毫米波段為例，對(duì)應(yīng)通信系統(tǒng)中頻率為90-100GHZ的波段，在標(biāo)準(zhǔn)晶振的作用下，由壓控振蕩器使微波參考鎖相源輸出高穩(wěn)定和低相噪的1.68GHz參考信號(hào)，再由倍頻帶通濾波器經(jīng)一級(jí)放大、四倍頻、濾波、二級(jí)放大后產(chǎn)生6.72GHz的頻率信號(hào)，該信號(hào)與毫米波振蕩器的輸出信號(hào)進(jìn)行諧波混頻，其中諧波次數(shù)可選為14次，由此混頻產(chǎn)生的中頻信號(hào)經(jīng)過二級(jí)放大和分頻后再與晶振的標(biāo)準(zhǔn)晶振信號(hào)進(jìn)行鑒相，從而產(chǎn)生誤差電壓再經(jīng)環(huán)路濾波后反饋至毫米波振蕩器以控制其振蕩輸出，達(dá)到環(huán)路鎖定的目的，最終高穩(wěn)定、低相噪地輸出頻率為95.76GHz的信號(hào)。
[0020]上述實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，但凡采用本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)原理，以及在此基礎(chǔ)上進(jìn)行非創(chuàng)造性勞動(dòng)而作出的變化，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高穩(wěn)定毫米波鎖相源，其特征在于，包括晶振，通過接收晶振產(chǎn)生的晶振信號(hào)而產(chǎn)生參考信號(hào)的微波參考鎖相源，通過接收微波參考鎖相源產(chǎn)生的參考信號(hào)并將其處理后輸出頻率信號(hào)的倍頻帶通濾波組件，以及分別接收來自倍頻帶通濾波組件的頻率信號(hào)和來自晶振的晶振信號(hào)通過環(huán)路鎖定實(shí)現(xiàn)信號(hào)輸出的毫米波鎖相環(huán)路;所述毫米波鎖相環(huán)路包括依次連接構(gòu)成環(huán)路的毫米波振蕩器、諧波混頻器、鎖相放大器、鎖相分頻器、中頻鑒相器和環(huán)路濾波器，其中，諧波混頻器分別接收來自倍頻帶通濾波組件的頻率信號(hào)和來自毫米波振蕩器的輸出信號(hào)并進(jìn)行諧波混頻，產(chǎn)生中頻信號(hào)，由鎖相放大器放大并由鎖相分頻器分頻后在中頻鑒相器內(nèi)與來自晶振的晶振信號(hào)進(jìn)行鑒相，由此產(chǎn)生的誤差電壓由環(huán)路濾波器濾波后反饋至毫米波振蕩器，從而實(shí)現(xiàn)控制毫米波振蕩器的振蕩輸出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高穩(wěn)定毫米波鎖相源，其特征在于，所述鎖相放大器由依次串聯(lián)構(gòu)成兩級(jí)放大結(jié)構(gòu)的第一放大器和第二放大器組成。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高穩(wěn)定毫米波鎖相源，其特征在于，所述微波參考鎖相源包括依次連接構(gòu)成環(huán)路的壓控振蕩器、參考分頻器、數(shù)字鑒頻鑒相器和參考環(huán)路濾波器，其中，壓控振蕩器的輸出信號(hào)由參考分頻器分頻后在數(shù)字鑒頻鑒相器內(nèi)與來自晶振的晶振信號(hào)進(jìn)行鑒相，產(chǎn)生的差值信號(hào)經(jīng)參考環(huán)路濾波器濾波后反饋至壓控振蕩器，以控制其輸出特定的參考信號(hào)。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高穩(wěn)定毫米波鎖相源，其特征在于，所述倍頻帶通濾波組件包括依次串聯(lián)的第三放大器、四倍頻器、帶通濾波器、第四放大器和第五放大器，其中，第三放大器接收來自微波參考鎖相源的參考信號(hào)，第五放大器輸出處理后的頻率信號(hào)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種高穩(wěn)定毫米波鎖相源，包括晶振，通過接收晶振產(chǎn)生的晶振信號(hào)而產(chǎn)生參考信號(hào)的微波參考鎖相源，通過接收微波參考鎖相源產(chǎn)生的參考信號(hào)并將其處理后輸出頻率信號(hào)的倍頻帶通濾波組件，以及分別接收來自倍頻帶通濾波組件的頻率信號(hào)和來自晶振的晶振信號(hào)通過環(huán)路鎖定實(shí)現(xiàn)信號(hào)輸出的毫米波鎖相環(huán)路。本實(shí)用新型由于采用了諧波混頻和中頻鑒相的方式使得整個(gè)環(huán)路除了毫米波振蕩器和諧波混頻器外的其他部件的頻率要求都較低，能夠通過市面上性價(jià)比高的元器件采購實(shí)現(xiàn)，而且能夠較好地實(shí)現(xiàn)高穩(wěn)定和低相噪的目的。
【IPC分類】H03L7/099
【公開號(hào)】CN205142183
【申請?zhí)枴緾N201520992605
【發(fā)明人】任文驊, 吳李華
【申請人】四川華訊中星科技有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年12月4日