一種超寬帶雷達(dá)頻率綜合器裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超寬帶雷達(dá)頻率綜合器裝置，具體為：直接頻率合成器接收一時鐘信號，并產(chǎn)生鑒相頻率信號，鑒相頻率信號經(jīng)聲表面波濾波器濾波后，送至集成數(shù)字鑒相器的參考時鐘信號輸入端口，壓控振蕩器輸出的射頻信號經(jīng)耦合功率分配器分配得到一路直通信號和一路耦合信號，直通信號即為頻率綜合器的超寬帶信號輸出，耦合信號經(jīng)分頻器分頻后進(jìn)入集成數(shù)字鑒相器的射頻輸入端口，集成數(shù)字鑒相器對射頻輸入端口和參考時鐘信號輸入端口的信號鑒相后輸出壓控信號，壓控信號經(jīng)環(huán)路濾波器濾波后輸入到壓控振蕩器的壓控端口。本發(fā)明解決了雷達(dá)頻率綜合器設(shè)備實現(xiàn)4G以上帶寬同時保證小型化的問題，達(dá)到了電路簡單，容易實現(xiàn)的有益效果。
【專利說明】一種超寬帶雷達(dá)頻率綜合器裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及雷達(dá)裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種超寬帶雷達(dá)頻率綜合器裝置。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]帶寬是超寬帶雷達(dá)區(qū)別于窄帶雷達(dá)的標(biāo)志，超寬帶雷達(dá)相對于窄帶雷達(dá)能夠提供更多的目標(biāo)信息，也就能進(jìn)行更有效的目標(biāo)識別。隨著雷達(dá)信號處理技術(shù)的進(jìn)步，能處理的視頻信號帶寬越來越寬，使得雷達(dá)頻率綜合器原有的工作頻率和帶寬已經(jīng)不能滿足超寬帶有源相控陣?yán)走_(dá)的技術(shù)要求。
[0004]傳統(tǒng)的超寬帶頻率綜合器的實現(xiàn)是通過頻段劃分為不同子頻帶組成的信號，由一系列窄帶頻率綜合器組合而成的，該方法存在幾大缺點:
1.裝置復(fù)雜，通常需要設(shè)計一個低頻段的頻率綜合器模塊，后續(xù)還要有倍頻、濾波和放大模塊，在雷達(dá)頻率綜合器低雜散低相噪的指標(biāo)要求下，設(shè)計出此類濾波器對設(shè)計人員要求較高；
2.成本高，體積大，需要使用一組頻段臨近的頻率綜合器模塊并聯(lián)使用，將這組頻率綜合器的輸出通過帶通濾波器組選通后得到最終輸出。這樣導(dǎo)致頻率綜合器的成本成倍數(shù)的增加，體積也成倍數(shù)的增加，不利于小型化；
3.頻率間隔不可調(diào)，受整數(shù)分頻鑒相器的限制，只能實現(xiàn)固定的頻率間隔。
[0005]因此，有必要對現(xiàn)有的超寬帶頻率綜合器進(jìn)行改進(jìn)。
[0006]
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種超寬帶雷達(dá)頻率綜合器裝置，以提高頻率綜合器的性倉泛。
[0008]為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供一種超寬帶雷達(dá)頻率綜合器裝置，該裝置包括:直接頻率合成器、聲表面波濾波器、集成數(shù)字鑒相器、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器、耦合功率分配器和分頻器；其中，所述直接頻率合成器、聲表面波濾波器、集成數(shù)字鑒相器、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器以及耦合功率分配器依次串聯(lián)，所述分頻器連接在所述集成數(shù)字鑒相器與所述耦合功率分配器之間；所述集成數(shù)字鑒相器具有一參考時鐘信號輸入端口以及一射頻輸入端口 ；其中:
所述直接頻率合成器接收一時鐘信號，根據(jù)所述時鐘信號產(chǎn)生一頻率間隔可調(diào)的鑒相頻率信號，并將所述鑒相頻率信號傳輸給所述聲表面波濾波器；
所述聲表面波濾波器對所接收到的所述鑒相頻率信號進(jìn)行濾波，并將經(jīng)濾波后的鑒相頻率信號傳輸至所述集成數(shù)字鑒相器的參考時鐘信號輸入端口 ；
所述壓控振蕩器輸出一射頻信號給所述耦合功率分配器；
所述耦合功率分配器對所述射頻信號進(jìn)行耦合功率分配，得到一直通信號和一耦合信號，所述直通信號作為該超寬帶雷達(dá)頻率綜合器裝置的超寬帶信號輸出，所述耦合信號經(jīng)分頻器分頻后進(jìn)入集成數(shù)字鑒相器的射頻輸入端口；
所述集成數(shù)字鑒相器對射頻輸入端口的信號和參考時鐘信號輸入端口的信號進(jìn)行鑒相，根據(jù)鑒相結(jié)果輸出一壓控信號，所述壓控信號經(jīng)環(huán)路濾波器濾波后輸入到壓控振蕩器的壓控端口，所述壓控信號控制所述壓控振蕩器輸出的射頻信號的頻率；其中，所述壓控振蕩器為超寬帶壓控振蕩器。
[0009]較佳地，還包括高穩(wěn)定度晶振以及與所述高穩(wěn)定度晶振相連的倍頻器，所述倍頻器與所述直接頻率合成器相連；所述高穩(wěn)定度晶振產(chǎn)生一時鐘脈沖，所述時鐘脈沖經(jīng)所述倍頻器倍頻后形成所述時鐘信號。
[0010]在一些實施例中，所述直接頻率合成器采用的是直接數(shù)字式頻率合成器件，所述直接數(shù)字式頻率合成器件根據(jù)所述時鐘信號以及一 FPGA輸出的控制信號，產(chǎn)生所述鑒相
頻率信號。
[0011]在一些實施例中，所述聲表面波濾波器的IdB帶寬小于20MHz，且其400MHz到IGHz區(qū)間內(nèi)的抑制度大于50dB。
[0012]在一些實施例中，所述集成數(shù)字鑒相器的射頻輸入端口的輸入信號的帶寬可達(dá)到6GHz，并可通過程序燒錄改變其分頻比。
[0013]在一些實施例中，所述壓控振蕩器輸出的射頻信號的帶寬可達(dá)到4GHz。
[0014]本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點和積極效果:
1)采用超寬帶壓控振蕩器，解決了裝置復(fù)雜，成本高、體積大的問題，達(dá)到了電路簡單，容易實現(xiàn)的有益效果；
2)通過直接頻率合成器產(chǎn)生鑒相頻率信號，解決了頻率間隔不可調(diào)的問題；
3 )本發(fā)明具有一定的通用性，可廣泛應(yīng)用于其他類似的雷達(dá)頻率綜合器設(shè)備。
[0015]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明實施例提供的超寬帶雷達(dá)頻率綜合器裝置的系統(tǒng)框圖。
[0017]
【具體實施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提出的超寬帶雷達(dá)頻率綜合器裝置作進(jìn)一步詳細(xì)說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比率，僅用于方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。
[0019]請參閱圖1，圖1為本發(fā)明實施例提供的超寬帶雷達(dá)頻率綜合器裝置的系統(tǒng)框圖，如圖1所示，本發(fā)明提供的超寬帶雷達(dá)頻率綜合器裝置包括:直接頻率合成器121、聲表面波濾波器122、集成數(shù)字鑒相器123、環(huán)路濾波器124、壓控振蕩器125、耦合功率分配器126和分頻器127 ;其中，直接頻率合成器121、聲表面波濾波器122、集成數(shù)字鑒相器123、環(huán)路濾波器124、壓控振蕩器125以及耦合功率分配器126依次串聯(lián)，分頻器127連接在集成數(shù)字鑒相器123與耦合功率分配器126之間；集成數(shù)字鑒相器123具有一參考時鐘信號輸入端口以及一射頻輸入端口 ；其中:
直接頻率合成器121接收一時鐘信號，根據(jù)時鐘信號產(chǎn)生一頻率間隔可調(diào)的鑒相頻率信號，并將鑒相頻率信號傳輸給聲表面波濾波器122 ;具體地，在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，該超寬帶雷達(dá)頻率綜合器裝置還包括高穩(wěn)定度晶振111以及與高穩(wěn)定度晶振111相連的倍頻器112，倍頻器112與直接頻率合成器121相連；高穩(wěn)定度晶振111產(chǎn)生一時鐘脈沖，時鐘脈沖經(jīng)倍頻器112倍頻后形成時鐘信號。當(dāng)然，本發(fā)明并不以此為限，所述時鐘信號還可以通過其它電路產(chǎn)生。
[0020]聲表面波濾波器122對所接收到的鑒相頻率信號進(jìn)行濾波，濾除鑒相頻率信號中的諧波和雜散信號后將經(jīng)濾波后的鑒相頻率信號傳輸至集成數(shù)字鑒相器123的參考時鐘信號輸入端口；
壓控振蕩器125輸出一射頻信號給稱合功率分配器126 ;稱合功率分配器126對該射頻信號進(jìn)行耦合功率分配，得到一直通信號和一耦合信號，該直通信號作為該超寬帶雷達(dá)頻率綜合器裝置的超寬帶信號輸出，該耦合信號經(jīng)分頻器127分頻后進(jìn)入集成數(shù)字鑒相器123的射頻輸入端口 ；
集成數(shù)字鑒相器123對射頻輸入端口的信號和參考時鐘信號輸入端口的信號進(jìn)行鑒相，根據(jù)鑒相結(jié)果輸出一壓控信號，該壓控信號經(jīng)環(huán)路濾波器124濾波后輸入到壓控振蕩器125的壓控端口，壓控信號控制壓控振蕩器125輸出的射頻信號的頻率；其中，壓控振蕩器125為超寬帶壓控振蕩器，通過集成數(shù)字鑒相器123、環(huán)路濾波器124、耦合功率分配器126和分頻器127構(gòu)成的鎖相環(huán)路使壓控振蕩器125的輸出頻率穩(wěn)定。
[0021]具體地，環(huán)路濾波器124具有低通濾波功能，其能讓壓控信號中的低頻成分通過，同時抑制高頻成分，使得經(jīng)過環(huán)路濾波器124濾波后的壓控信號為能夠控制壓控振蕩器125的低頻模擬電平信號。
[0022]本發(fā)明提供的超寬帶雷達(dá)頻率綜合器裝置的工作原理為:
假設(shè)輸入到集成數(shù)字鑒相器123的參考時鐘信號輸入端口的鑒相頻率信號的頻率為f；，壓控振蕩器125輸出的射頻信號的頻率為f。，分頻器127的分頻系數(shù)為N，則輸入到集成數(shù)字鑒相器123的射頻輸入端口的信號的頻率fefyN ;又因為集成數(shù)字鑒相器123的功能為使其參考時鐘信號輸入端口的信號與其射頻輸入端口的信號的頻率相等，即:4=4=4/N，所以fo=NXfr。又由于本發(fā)明提供的壓控振蕩器125為超寬帶壓控振蕩器，因此，本發(fā)明提供的超寬帶雷達(dá)頻率綜合器裝置提供的輸出信號為超寬帶頻率信號。
[0023]在優(yōu)選實施例中，直接頻率合成器121采用的是直接數(shù)字式頻率合成(DDS，Direct Digital Synthesis)器件，具體地為直接數(shù)字式頻率合成芯片，該直接數(shù)字式頻率合成器件根據(jù)上述的時鐘信號以及一 FPGA輸出的控制信號，產(chǎn)生上述鑒相頻率信號。直接數(shù)字式頻率合成器件的優(yōu)點為:相位連續(xù)，分辨率小，頻率轉(zhuǎn)換速度快，具有低價和良好的可再制性。當(dāng)然，本發(fā)明并不以此為限，其它的可實現(xiàn)頻率間隔可調(diào)頻率合成器也都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0024]具體地，聲表面波濾波器122的IdB帶寬小于20MHz，且其400MHz到IGHz區(qū)間內(nèi)的抑制度大于50dB。
[0025]具體地，集成數(shù)字鑒相器123的射頻輸入端口的輸入信號的帶寬可達(dá)到6GHz，并可通過程序燒錄改變其分頻比。
[0026]并且，壓控振蕩器125輸出的射頻信號的帶寬可達(dá)到4GHz。
[0027]綜上所述，本發(fā)明提供的超寬帶雷達(dá)頻率綜合器裝置由于使用了高穩(wěn)定度低相位噪聲晶振，直接頻率合成器產(chǎn)生鑒相頻率信號，解決了頻率間隔不可調(diào)的問題。采用超寬帶壓控振蕩器，解決了裝置復(fù)雜，成本高、體積大的問題，達(dá)到了電路簡單，容易實現(xiàn)的有益效果。本發(fā)明具有一定的通用性，可廣泛應(yīng)用于其他類似的雷達(dá)頻率綜合器設(shè)備。
[0028]上述實施例僅是為了方便說明而舉例，本發(fā)明所主張的權(quán)利范圍應(yīng)以申請專利范圍所述為準(zhǔn)，而非僅限于所述實施例。
[0029]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種超寬帶雷達(dá)頻率綜合器裝置，其特征在于，該裝置包括:直接頻率合成器、聲表面波濾波器、集成數(shù)字鑒相器、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器、耦合功率分配器和分頻器；其中，所述直接頻率合成器、聲表面波濾波器、集成數(shù)字鑒相器、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器以及耦合功率分配器依次串聯(lián)，所述分頻器連接在所述集成數(shù)字鑒相器與所述耦合功率分配器之間；所述集成數(shù)字鑒相器具有一參考時鐘信號輸入端口以及一射頻輸入端口 ；其中: 所述直接頻率合成器接收一時鐘信號，根據(jù)所述時鐘信號產(chǎn)生一頻率間隔可調(diào)的鑒相頻率信號，并將所述鑒相頻率信號傳輸給所述聲表面波濾波器； 所述聲表面波濾波器對所接收到的所述鑒相頻率信號進(jìn)行濾波，并將經(jīng)濾波后的鑒相頻率信號傳輸至所述集成數(shù)字鑒相器的參考時鐘信號輸入端口； 所述壓控振蕩器輸出一射頻信號給所述耦合功率分配器； 所述耦合功率分配器對所述射頻信號進(jìn)行耦合功率分配，得到一直通信號和一耦合信號，所述直通信號作為該超寬帶雷達(dá)頻率綜合器裝置的超寬帶信號輸出，所述耦合信號經(jīng)分頻器分頻后進(jìn)入集成數(shù)字鑒相器的射頻輸入端口； 所述集成數(shù)字鑒相器對射頻輸入端口的信號和參考時鐘信號輸入端口的信號進(jìn)行鑒相，根據(jù)鑒相結(jié)果輸出一壓控信號，所述壓控信號經(jīng)環(huán)路濾波器濾波后輸入到壓控振蕩器的壓控端口，所述壓控信號控制所述壓控振蕩器輸出的射頻信號的頻率；其中，所述壓控振蕩器為超寬帶壓控振蕩器。
2.如權(quán)利要求1所述的超寬帶雷達(dá)頻率綜合器裝置，其特征在于，還包括高穩(wěn)定度晶振以及與所述高穩(wěn)定度晶振相連的倍頻器，所述倍頻器與所述直接頻率合成器相連；所述高穩(wěn)定度晶振產(chǎn)生一時鐘脈沖，所述時鐘脈沖經(jīng)所述倍頻器倍頻后形成所述時鐘信號。
3.如權(quán)利要求1或2所述的超寬帶雷達(dá)頻率綜合器裝置，其特征在于，所述直接頻率合成器采用的是直接數(shù)字式頻率合成器件，所述直接數(shù)字式頻率合成器件根據(jù)所述時鐘信號以及一 FPGA輸出的控制信號，產(chǎn)生所述鑒相頻率信號。
4.如權(quán)利要求1或2所述的超寬帶雷達(dá)頻率綜合器裝置，其特征在于，所述聲表面波濾波器的IdB帶寬小于20MHz，且其400MHz到IGHz區(qū)間內(nèi)的抑制度大于50dB。
5.如權(quán)利要求1或2所述的超寬帶雷達(dá)頻率綜合器裝置，其特征在于，所述集成數(shù)字鑒相器的射頻輸入端口的輸入信號的帶寬可達(dá)到6GHz，并可通過程序燒錄改變其分頻比。
6.如權(quán)利要求1或2所述的超寬帶雷達(dá)頻率綜合器裝置，其特征在于，所述壓控振蕩器輸出的射頻信號的帶寬可達(dá)到4GHz。
【文檔編號】G01S7/02GK103439690SQ201310380886
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月28日
【發(fā)明者】劉世劼, 陸文斌, 李培, 楊振, 徐玨亮 申請人:上海航天測控通信研究所