一種實(shí)現(xiàn)頻率捷變的寬帶微波頻率合成器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種實(shí)現(xiàn)頻率捷變的寬帶微波頻率合成器，它包括功分器a，500MHz信號(hào)產(chǎn)生電路輸出端與功分器a輸入端連接，功分器a一個(gè)輸出端與捷變頻鎖相環(huán)電路輸入端連接，捷變頻鎖相環(huán)電路輸出端與放大器b輸入端連接，功分器a另一輸出端與2000MHz?3000MHz信號(hào)產(chǎn)生電路輸入端連接，放大器b輸出端與雙平衡混頻器的本振端口連接，2000MHz?3000MHz信號(hào)產(chǎn)生電路輸出端與雙平衡混頻器的中頻端口連接，雙平衡混頻器的射頻端口與第二開關(guān)濾波器組輸入端連接；解決了現(xiàn)有技術(shù)輸出帶寬寬，則體積和功耗都很大；兼顧了體積和功耗，則輸出帶寬、雜散抑制等指標(biāo)難以保證等技術(shù)問題。
【專利說明】
一種實(shí)現(xiàn)頻率捷變的寬帶微波頻率合成器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型屬于頻率捷變、高頻率分辨率的寬帶微波頻率源技術(shù)，尤其涉及一種實(shí)現(xiàn)頻率捷變的寬帶微波頻率合成器?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)不斷升級(jí)，對(duì)作為核心部件的微波頻率源的要求越來越高。集中體現(xiàn)在頻率捷變、大帶寬、高頻率分辨率、低雜散、低相位噪聲、小型化等方面。目前，高頻率分辨率的寬帶捷變頻頻率合成器的設(shè)計(jì)幾乎都是采用直接數(shù)字頻率合成技術(shù)和直接模擬頻率合成技術(shù)相結(jié)合的方式。采用這種方式實(shí)現(xiàn)的捷變頻頻率合成器很難解決頻率切換時(shí)間、頻率分辨率、輸出帶寬、電路體積、雜散抑制幾對(duì)矛盾體。輸出帶寬寬，則體積和功耗都很大;兼顧了體積和功耗，則輸出帶寬、雜散抑制等指標(biāo)難以得到保證?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題:提供一種實(shí)現(xiàn)頻率捷變的寬帶微波頻率合成器， 以解決現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)高頻率分辨率的寬帶捷變頻頻率合成器采用的直接數(shù)字頻率合成與直接模擬頻率合成相結(jié)合的方式，存在頻率切換時(shí)間、頻率分辨率、輸出帶寬、電路體積、雜散抑制難以同時(shí)保證等技術(shù)問題。
[0004]本實(shí)用新型技術(shù)方案:
[0005]—種實(shí)現(xiàn)頻率捷變的寬帶微波頻率合成器，它包括功分器a，500MHz信號(hào)產(chǎn)生電路輸出端與功分器a輸入端連接，功分器a—個(gè)輸出端與捷變頻鎖相環(huán)電路輸入端連接，捷變頻鎖相環(huán)電路輸出端與放大器b輸入端連接，功分器a另一輸出端與2000MHz-3000MHz信號(hào)產(chǎn)生電路輸入端連接，放大器b輸出端與雙平衡混頻器的本振端口連接，2 0 0 0 M H z -3000MHz信號(hào)產(chǎn)生電路輸出端與雙平衡混頻器的中頻端口連接，雙平衡混頻器的射頻端口與第二開關(guān)濾波器組輸入端連接，第二開關(guān)濾波器組輸出端輸出合成頻率信號(hào)。
[0006]所述500MHz信號(hào)產(chǎn)生電路包括100MHz恒溫晶振，100MHz恒溫晶振輸出端與5倍頻器輸入端連接，5倍頻器輸出端與帶通濾波器輸入端連接，帶通濾波器輸出端輸出500MHz信號(hào)。
[0007]所述捷變頻鎖相環(huán)電路包括鑒頻鑒相器，鑒頻鑒相器參考輸入端與功分器a—個(gè)輸出端連接，鑒頻鑒相器輸出端與環(huán)路濾波器輸入端連接，環(huán)路濾波器輸出端與VC0壓控端連接，VC0輸出端與功分器b輸入端連接，功分器b—個(gè)輸出端與放大器b輸入端連接，功分器 b另一個(gè)輸出端與N分頻器輸入端連接，N分頻器輸出端與鑒頻鑒相器射頻端連接。
[0008]所述2000MHZ-3000MHZ信號(hào)產(chǎn)生電路包括7倍頻器，功分器a—個(gè)輸出端與7倍頻器輸入端，7倍頻器輸出端與帶通濾波器b輸入端連接，帶通濾波器b輸出端與參考時(shí)鐘DDS的參考端連接，參考時(shí)鐘DDS輸出端與放大器a輸入端連接，放大器a輸出端與4倍頻器輸入端連接，4倍頻器輸出端與第一開關(guān)濾波器組輸入端連接，第一開關(guān)濾波器組輸出端輸出 2000MHz-3000MHz信號(hào)。
[0009]所述第二開關(guān)濾波器組為X波段4通道開關(guān)濾波器組，所述第二開關(guān)濾波器組的控制端與FPGA控制電路連接。
[0010]所述第一開關(guān)濾波器組為S波段4通道開關(guān)濾波器組，所述第一開關(guān)濾波器組的控制端與FPGA控制電路連接。
[0011]所述參考時(shí)鐘DDS為AD9914型DDS。
[0012]參考時(shí)鐘DDS的控制端與FPGA控制電路連接。[〇〇13] N分頻器的控制端與FPGA控制電路連接。[〇〇14]所述環(huán)路濾波器帶寬為5MHz。[〇〇15]本實(shí)用新型的有益效果:[〇〇16]1、本實(shí)用新型將100MHz信號(hào)倍頻至500MHz后作為捷變頻鎖相環(huán)電路的參考，產(chǎn)生1 lGHz-14GHz信號(hào)，采用這種方式有兩大優(yōu)點(diǎn)，一方面，100MHz經(jīng)5倍直接模擬倍頻后，本身的附加相位噪聲極低，再將其作為捷變頻鎖相環(huán)電路的參考，提高了鑒相頻率，根據(jù)鎖相環(huán)電路特性可知，這樣使輸出信號(hào)的相位噪聲大大降低；另一方面，使用500MHz作為參考，可以允許捷變頻鎖相環(huán)電路的環(huán)路帶寬設(shè)計(jì)得很寬；本實(shí)用新型使用的環(huán)路濾波器帶寬為 5MHz，理論計(jì)算的頻率鎖定時(shí)間可降至luS內(nèi)，相比傳統(tǒng)的窄帶環(huán)路濾波器鎖相環(huán)電路，其鎖定時(shí)間有1 -2個(gè)數(shù)量級(jí)的提升。[〇〇17]2、本實(shí)用新型2000MHZ-3000MHZ信號(hào)產(chǎn)生電路采用高參考時(shí)鐘DDS，充分利用其高頻率分辨率、寬帶輸出、低雜散、捷變頻的特性，可通過簡(jiǎn)單的4倍頻器，進(jìn)行頻率擴(kuò)展;且對(duì)雜散抑制惡化較小。
[0018]3、本實(shí)用新型將高參考時(shí)鐘DDS和捷變頻鎖相環(huán)電路相結(jié)合設(shè)計(jì)的寬帶捷變頻頻率合成器，充分利用高參考時(shí)鐘DDS的高輸出帶寬、高頻率分辨率、低雜散特性以及寬帶環(huán)路濾波器鎖相環(huán)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，鎖定時(shí)間迅速的特點(diǎn)，很好地解決了頻率合成器的頻率切換時(shí)間、頻率分辨率、輸出帶寬、電路體積、雜散抑制等矛盾；用一種獨(dú)特簡(jiǎn)潔的方式，實(shí)現(xiàn)了性能指標(biāo)優(yōu)良的頻率捷變寬帶微波頻率合成器;解決了現(xiàn)有技術(shù)高頻率分辨率的寬帶捷變頻頻率合成器采用直接數(shù)字頻率合成與直接模擬頻率合成相結(jié)合的方式，存在頻率切換時(shí)間、頻率分辨率、輸出帶寬、電路體積、雜散抑制幾對(duì)矛盾體，輸出帶寬寬，則體積和功耗都很大;兼顧了體積和功耗，則輸出帶寬、雜散抑制等指標(biāo)難以保證等技術(shù)問題。
[0019]【附圖說明】:[〇〇2〇]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理示意圖。【具體實(shí)施方式】
[0021] —種實(shí)現(xiàn)頻率捷變的寬帶微波頻率合成器，它包括功分器a，500MHz信號(hào)產(chǎn)生電路輸出端與功分器a輸入端連接，功分器a—個(gè)輸出端與捷變頻鎖相環(huán)電路輸入端連接，捷變頻鎖相環(huán)電路輸出端與放大器b輸入端連接，功分器a另一輸出端與2000MHz-3000MHz信號(hào)產(chǎn)生電路輸入端連接，放大器b輸出端與雙平衡混頻器的本振端口連接，2 0 0 0 M H z -3000MHz信號(hào)產(chǎn)生電路輸出端與雙平衡混頻器的中頻端口連接，雙平衡混頻器的射頻端口與第二開關(guān)濾波器組輸入端連接，第二開關(guān)濾波器組輸出端輸出合成頻率信號(hào)。[〇〇22] 所述500MHz信號(hào)產(chǎn)生電路包括100MHz恒溫晶振，100MHz恒溫晶振輸出端與5倍頻器輸入端連接，5倍頻器輸出端與帶通濾波器輸入端連接，帶通濾波器輸出端輸出500MHz信號(hào)，
[0023]所述捷變頻鎖相環(huán)電路包括鑒頻鑒相器，鑒頻鑒相器參考輸入端與功分器a—個(gè)輸出端連接，鑒頻鑒相器輸出端與環(huán)路濾波器輸入端連接，環(huán)路濾波器輸出端與VC0壓控振蕩器VC0壓控端連接，VC0輸出端與功分器b輸入端連接，功分器b—個(gè)輸出端與放大器b輸入端連接，功分器b另一個(gè)輸出端與N分頻器輸入端連接，N分頻器輸出端與鑒頻鑒相器射頻端連接，N分頻器的控制端與外部FPGA控制電路的信號(hào)輸出連接，由外部控制信號(hào)控制N分頻器的輸出，本實(shí)施例采用FPGA控制信號(hào)設(shè)置N分頻器的N值在22，24，26，28間變化時(shí)，V⑶相應(yīng)地輸出信號(hào)在11GHz，12GHz，13GHz，14GHz間變化。[〇〇24] 所述2000MHz-3000MHz信號(hào)產(chǎn)生電路包括7倍頻器，功分器a—個(gè)輸出端與7倍頻器輸入端，7倍頻器輸出端與帶通濾波器b輸入端連接，帶通濾波器b輸出端與參考時(shí)鐘DDS的參考端連接，參考時(shí)鐘DDS輸出端與放大器a輸入端連接，放大器a輸出端與4倍頻器輸入端連接，4倍頻器輸出端與第一開關(guān)濾波器組輸入端連接，第一開關(guān)濾波器組輸出端輸出 2000MHz-3000MHz信號(hào)。
[0025]所述第一開關(guān)濾波器組為S波段4通道開關(guān)濾波器組，所述第一開關(guān)濾波器組的控制端與FPGA控制電路連接。
[0026]所述參考時(shí)鐘DDS為AD9914型DDS。[〇〇27] 參考時(shí)鐘DDS的控制端與FPGA控制電路連接。
[0028]所述第二開關(guān)濾波器組為X波段4通道開關(guān)濾波器組，所述第二開關(guān)濾波器組的控制端與FPGA控制電路連接。[〇〇29] 其工作原理為:
[0030]100MHz恒溫晶振的輸出連接到5倍頻器的輸入端;5倍頻器的輸出信號(hào)連接到帶通濾波器a的輸入端;帶通濾波器a的輸出信號(hào)連接到功分器a的輸入端;功分器a的輸出信號(hào)連接到鑒頻鑒相器的參考端；VC0的輸出信號(hào)連接到功分器b的輸入端；功分器b 的輸出信號(hào)連接到可變分頻器的輸入端;可變分頻器的輸出信號(hào)連接到鑒頻鑒相器的射頻端;鑒頻鑒相器的輸出信號(hào)連接到環(huán)路濾波器的輸入端;環(huán)路濾波器的輸出信號(hào)連接到VC0 的壓控端；FPGA控制電路的輸出控制信號(hào)連接到可變分頻器的控制端。FPGA控制信號(hào)設(shè)置分頻器的N值在22，24，26，28間變化時(shí)，VC0相應(yīng)地輸出信號(hào)在11GHz，12GHz，13GHz，14GHz間變化。
[0031]功分器a的輸出信號(hào)連接到7倍頻器;7倍頻器的輸出信號(hào)連接到帶通濾波器b的輸入端；帶通濾波器b的輸出信號(hào)連接到DDS的參考端;DDS的輸出信號(hào)連接到放大器a 的輸入端;放大器a的輸出信號(hào)連接到4倍頻器的輸入端;4倍頻器的輸出信號(hào)連接到S波段4通道開關(guān)濾波器組的輸入端;FPGA控制電路的控制信號(hào)連接到與DDS的控制端連接； FPGA控制電路的控制信號(hào)連接到S波段4通道開關(guān)濾波器組的控制端;通過FPGA設(shè)置DDS輸出500MHz-750MHz帶寬的信號(hào)，根據(jù)DDS輸出信號(hào)頻率，F(xiàn)PGA控制電路輸出相應(yīng)的控制信號(hào)選通相應(yīng)的通道，即可輸出2000MHz-3000MHz的信號(hào)。
[0032]經(jīng)S波段4通道開關(guān)濾波器組的輸出信號(hào)連接到到雙平衡混頻器的中頻端口，經(jīng)功分器b的輸出信號(hào)連接到放大器b的輸入端，放大器b的輸出信號(hào)連接到雙平衡混頻器的本振端口。雙平衡混頻器的射頻端口輸出信號(hào)連接到X波段4通道開關(guān)濾波器組的輸入端； FPGA控制電路的控制信號(hào)連接到X波段4通道開關(guān)濾波器組的控制端;根據(jù)當(dāng)前N分頻器設(shè)置值，選通相應(yīng)的濾波通道。即可輸出8GHz-l 2GHz寬帶捷變頻信號(hào)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種實(shí)現(xiàn)頻率捷變的寬帶微波頻率合成器，它包括功分器a，其特征在于:500MHz信 號(hào)產(chǎn)生電路輸出端與功分器a輸入端連接，功分器a—個(gè)輸出端與捷變頻鎖相環(huán)電路輸入端 連接，捷變頻鎖相環(huán)電路輸出端與放大器b輸入端連接，功分器a另一輸出端與200010^-3 0 0 0 M H z信號(hào)產(chǎn)生電路輸入端連接，放大器b輸出端與雙平衡混頻器的本振端口連接， 2000MHz-3000MHz信號(hào)產(chǎn)生電路輸出端與雙平衡混頻器的中頻端口連接，雙平衡混頻器的 射頻端口與第二開關(guān)濾波器組輸入端連接，第二開關(guān)濾波器組輸出端輸出合成頻率信號(hào)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)頻率捷變的寬帶微波頻率合成器，其特征在于:所述 500MHz信號(hào)產(chǎn)生電路包括100MHz恒溫晶振，100MHz恒溫晶振輸出端與5倍頻器輸入端連接， 5倍頻器輸出端與帶通濾波器輸入端連接，帶通濾波器輸出端輸出500MHz信號(hào)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)頻率捷變的寬帶微波頻率合成器，其特征在于:所述 捷變頻鎖相環(huán)電路包括鑒頻鑒相器，鑒頻鑒相器參考輸入端與功分器a—個(gè)輸出端連接，鑒 頻鑒相器輸出端與環(huán)路濾波器輸入端連接，環(huán)路濾波器輸出端與VC0壓控端連接，VC0輸出 端與功分器b輸入端連接，功分器b—個(gè)輸出端與放大器b輸入端連接，功分器b另一個(gè)輸出 端與N分頻器輸入端連接，N分頻器輸出端與鑒頻鑒相器射頻端連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)頻率捷變的寬帶微波頻率合成器，其特征在于:所述 2000MHz-3000MHz信號(hào)產(chǎn)生電路包括7倍頻器，功分器a—個(gè)輸出端與7倍頻器輸入端，7倍頻 器輸出端與帶通濾波器b輸入端連接，帶通濾波器b輸出端與參考時(shí)鐘DDS的參考端連接，參 考時(shí)鐘DDS輸出端與放大器a輸入端連接，放大器a輸出端與4倍頻器輸入端連接，4倍頻器輸 出端與第一開關(guān)濾波器組輸入端連接，第一開關(guān)濾波器組輸出端輸出2000MHz-3000MHz信 號(hào)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)頻率捷變的寬帶微波頻率合成器，其特征在于:所述 第二開關(guān)濾波器組為X波段4通道開關(guān)濾波器組，所述第二開關(guān)濾波器組的控制端與FPGA控 制電路連接。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種實(shí)現(xiàn)頻率捷變的寬帶微波頻率合成器，其特征在于:所述 第一開關(guān)濾波器組為S波段4通道開關(guān)濾波器組，所述第一開關(guān)濾波器組的控制端與FPGA控 制電路連接。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種實(shí)現(xiàn)頻率捷變的寬帶微波頻率合成器，其特征在于:所述 參考時(shí)鐘DDS為AD9914型DDS。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種實(shí)現(xiàn)頻率捷變的寬帶微波頻率合成器，其特征在于:參考 時(shí)鐘DDS的控制端與FPGA控制電路連接。9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種實(shí)現(xiàn)頻率捷變的寬帶微波頻率合成器，其特征在于:N分 頻器的控制端與FPGA控制電路連接。10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種實(shí)現(xiàn)頻率捷變的寬帶微波頻率合成器，其特征在于:所 述環(huán)路濾波器帶寬為5MHz。
【文檔編號(hào)】H03L7/18GK205584178SQ201620420766
【公開日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年5月11日
【發(fā)明人】杜勇, 柏翰, 胡天濤, 高峯
【申請(qǐng)人】貴州航天計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究所