專利名稱：：微波信號源模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實用新型涉及電子通信領(lǐng)域，特別是一種用于射頻前端的微波信號源模塊。
背景技術(shù)：
：微波源廣泛用于移動通訊、雷達(dá)、航空、航天、船舶、陸航、通信、電子對抗等領(lǐng)域。隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展和數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，越來越需要超寬帶頻率源產(chǎn)品，以搭建多用途的通信系統(tǒng)平臺。目前國內(nèi)采用的寬帶細(xì)步進(jìn)信號源多為多年前的產(chǎn)品，體積大、成本高、技術(shù)參數(shù)也不盡如人意。隨著新一代通信網(wǎng)絡(luò)的投入使用和下一代通信標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)，現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)必將進(jìn)行大規(guī)模更新?lián)Q代，由此帶來的通信設(shè)備市場潛力無限。加上國家在航空、航天、航海和雷達(dá)應(yīng)用等技術(shù)方面的飛速發(fā)展，開發(fā)各類更高技術(shù)，高效率的專業(yè)通訊設(shè)備迫在眉睫，通信系統(tǒng)對于寬帶細(xì)步進(jìn)信號源的體積、成本和技術(shù)參數(shù)的要求日益提高，現(xiàn)有的產(chǎn)品面臨大量換代的需求。鑒于微波源產(chǎn)品是通信系統(tǒng)中的核心部件，其技術(shù)水平?jīng)Q定了通信系統(tǒng)的性能，歐美等先進(jìn)國家一直致力于提高微波源的設(shè)計技術(shù)。無論是從設(shè)計方法上，還是產(chǎn)品的性能指標(biāo)，信號源的工藝水平和可靠性均較高，造成欠發(fā)達(dá)國家的技術(shù)依賴。我國也有不少單位研制生產(chǎn)頻率源，但受限于設(shè)計工具、生產(chǎn)加工工藝，開發(fā)的寬帶細(xì)步進(jìn)信號源體積大，成本高，技術(shù)參數(shù)也不盡如人意。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型旨在解決傳統(tǒng)微波源產(chǎn)品體積大、可靠性低、成本高、技術(shù)參數(shù)不能滿足使用要求等技術(shù)問題，以提供一種具有超寬帶、細(xì)步進(jìn)跳頻、高穩(wěn)定性、響應(yīng)快、功耗小、體積小等特點的微波信號源模塊。本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。本實用新型的微波信號源模塊，由接口電路1、PLL鎖相式頻率合成電路、濾波器和混頻電路構(gòu)成，接口電路1有四個輸出端，分別與DDS數(shù)字直接頻率合成電路2、PLLA鎖相式頻率合成電路3、通道開關(guān)4和通道開關(guān)12的一個輸入端相連接；DDS數(shù)字直接頻率合成電路2的另一個輸入端與信號源1的一個輸出端相連接，其輸出端與PLLA鎖相式頻率合成電路3的一個輸入端相連；PLLA鎖相式頻率合成電路3的輸出端與通道開關(guān)4的輸入端相連接；通道開關(guān)4有四個輸出端，其中輸出端一15與混頻器5的一個輸入端相連接，信號源1的另一個輸出端經(jīng)由PLLB鎖相式頻率合成電路10與混頻器5的另一個輸入端相連接，混頻器5的輸出端經(jīng)由濾波器6后與通道開關(guān)12的其中一個輸入端相連；通道開關(guān)4的輸出端二16經(jīng)由分頻器20、濾波器7后與通道開關(guān)12的其中一個輸入端相連；通道開關(guān)4的輸出端三17經(jīng)由濾波器8后與通道開關(guān)12的其中一個輸入端相連；通道開關(guān)4的輸出端四18經(jīng)由倍頻器21、濾波器9后與通道開關(guān)12的其中一個輸入端相連；通道開關(guān)12的輸出端與輸出電路30相連。本實用新型的微波信號源模塊，其中所述的PLL鎖相式頻率合成電路由電壓控制振蕩器27、頻率相位比較器26、基準(zhǔn)頻率振蕩器25和環(huán)路濾波器28所組成，外部輸入信號經(jīng)由基準(zhǔn)頻率振蕩器25送到頻率相位比較器26的一個輸入端，頻率相位比較器26的輸出端經(jīng)由環(huán)路濾波器28與電壓控制振蕩器27的輸入端相連，電壓控制振蕩器27的輸出端與頻率相位比較器26的另一個輸入端相連接。本實用新型的微波信號源模塊，其中所述的環(huán)路濾波器(28)采用無源二階環(huán)路。本實用新型微波信號源模塊的有益效果1.超寬帶、細(xì)步進(jìn)跳頻；2.高穩(wěn)定性、響應(yīng)快；3.體積小、功能全、功耗?。?.產(chǎn)品集成度高；5.具有低噪聲輸出。圖1本實用新型的電路原理圖一圖2本實用新型的電路原理圖二圖中標(biāo)號說明1接口電路、2數(shù)字直接頻率合電路、3PLL鎖相式頻率合成電路、4通道開關(guān)、5混頻器、6濾波器、7濾波器、8濾波器、9濾波器、10PLL鎖相式頻率合成電路、11信號源、12通道開關(guān)、15輸出端一、16輸出端二、17輸出端三、18輸出端四、20分頻器、21倍頻器、25基準(zhǔn)頻率振蕩器、26頻率相位比較器、27電壓控制振蕩器、28環(huán)路濾波器、30輸出電路具體實施方式本實用新型詳細(xì)結(jié)構(gòu)、應(yīng)用原理、作用與功效，參照附圖l-2，通過如下實施方式予以說明。參閱圖1-2所示，本實用新型的微波信號源模塊，由接口電路1、PLL鎖相式頻率合成電路、濾波器和混頻電路構(gòu)成，接口電路1有四個輸出端，分別與DDS數(shù)字直接頻率合成電路2、PLLA鎖相式頻率合成電路3、通道開關(guān)4和通道開關(guān)12的一個輸入端相連接；DDS數(shù)字直接頻率合成電路2的另一個輸入端與信號源1的一個輸出端相連接，其輸出端與PLLA鎖相式頻率合成電路3的一個輸入端相連；PLLA鎖相式頻率合成電路3的輸出端與通道開關(guān)4的輸入端相連接；通道開關(guān)4有四個輸出端，其中輸出端一15與混頻器5的一個輸入端相連接，信號源1的另一個輸出端經(jīng)由PLLB鎖相式頻率合成電路10與混頻器5的另一個輸入端相連接，混頻器5的輸出端經(jīng)由濾波器6后與通道開關(guān)12的其中一個輸入端相連；通道開關(guān)4的輸出端二16經(jīng)由分頻器20、濾波器7后與通道開關(guān)12的其中一個輸入端相連；通道開關(guān)4的輸出端三17經(jīng)由濾波器8后與通道開關(guān)12的其中一個輸入端相連；通道開關(guān)4的輸出端四18經(jīng)由倍頻器21、濾波器9后與通道開關(guān)12的其中一個輸入端相連；通道開關(guān)12的輸出端與輸出電路30相連。本實用新型的微波信號源模塊，其中所述的PLLL鎖相式頻率合成由電壓控制振蕩器27、頻率相位比較器26、基準(zhǔn)頻率振蕩器25和環(huán)路濾波器28所組成，外部輸入信號經(jīng)由基準(zhǔn)頻率振蕩器25送到頻率相位比較器26的一個輸入端，頻率相位比較器26的輸出端經(jīng)由環(huán)路濾波器28與電壓控制振蕩器27的輸入端相連，電壓控制振蕩器27的輸出端與頻率相位比較器26的另一個輸入端相連接。本實用新型的信號源主要由DDS+PLL和開關(guān)濾波以及混頻電路組成。PLL是指使高頻振蕩器的頻率與基準(zhǔn)頻率相參時所使用的電路。通?；鶞?zhǔn)振蕩器都是使用晶體振蕩器，在信號源中基準(zhǔn)采用DDS輸出信號。因此組成了DDS+PLL的頻綜結(jié)構(gòu)。這種混合結(jié)構(gòu)綜合了PLL和DDS的優(yōu)點，可以得到細(xì)步進(jìn)和寬帶輸出頻譜特性。DDS+PLL信號輸出通過開關(guān)分成四段分別進(jìn)行濾波、放大、倍頻、分頻和混頻后就可以得到超寬帶信號輸出范圍。在附圖2中用fr表示基準(zhǔn)頻率振蕩器的頻率，fo表示電壓控制振蕩器27(VC0)的頻率。在此電路上假定fr與f。的關(guān)系為fr>fo，也就是電壓控制振蕩器27(VC0)的振蕩頻率fo低于fr時的狀態(tài)，此時頻率相位比較器26的輸出PD將產(chǎn)生使電壓控制振蕩器27(VC0)的振蕩頻率提高的信號。反之，當(dāng)fr〈fo時，則產(chǎn)生負(fù)脈沖。因為此PD是脈沖信號，所以利用稱為環(huán)路濾波器28的一種積分器予以平均化，變成用來控制電壓控制振蕩器27(VC0)電路的直流電壓Vr。隨著控制電壓Vr的變化，電壓控制振蕩器27(VC0)電路的振蕩頻率比以前遞升，其結(jié)果達(dá)到fr二fo。其次當(dāng)兩個波形相位趨于一致時，(即頻差為0，相差為一極小值)PLL鎖定?？刂齐娐返墓δ苤饕峭瓿深l率控制碼轉(zhuǎn)換。外部輸入的頻率控制碼經(jīng)過變換后得到相應(yīng)頻率。頻率相位比較器26(PFC:Phase-FrequencyComparator)不只是相位，在頻率f有所不同的場合也可作頻率比較器。信號源中環(huán)路濾波器28非常重要，它的作用是抑制鑒相輸出電壓中的載頻分量和高頻噪聲，降低電壓控制振蕩器27(VC0)控制電壓的不純而引起的寄生輸出，它不僅影響相位噪聲，還影響跳頻速度和雜散信號抑制，為了兼顧幾者的指標(biāo)，本合成器采用無源二階環(huán)路，無源二階環(huán)路具有相位噪聲好、結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性和可靠性好等優(yōu)點，而有源環(huán)路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、相位噪聲影響大，電源也會帶入一些載頻分量，這樣就會影響整體的相位噪聲，經(jīng)多次實驗，本頻率合成器采用DDS輸出的8088MHz的鑒相頻率，環(huán)路帶寬設(shè)為100KHz比較理想。經(jīng)實驗測試，本實用新型可達(dá)到如下性能指標(biāo)1)頻率范圍20MHz-3000MHz2)參考信號頻率10MHz，>0dBm(外部提供)3)頻率調(diào)諧步進(jìn)lKHz4)頻率切換穩(wěn)定時間<lms(設(shè)計保證)5)輸出功率_10±2dBm6)雜散抑制>50dB7)輸出控制開關(guān)可數(shù)控是否允許信號輸出，關(guān)斷抑制80dB。8)輸出開關(guān)單獨(dú)用一根LVTTL信號線控制，開關(guān)響應(yīng)時間<200ns。(設(shè)計保證)9)控制接口置頻控制用LVTTL電平SPI4線制串行接口，傳輸及響應(yīng)時間<lms。(設(shè)計保證)[0040]10)衰減控制能夠根據(jù)軟件指令對輸出功率進(jìn)行衰減。衰減步進(jìn)為10dB—擋，最多可以衰減50dB，衰減精度為2+XA5X(X為衰減量)。11)同時衰減控制與關(guān)斷抑制是獨(dú)立的，關(guān)斷和衰減量最大時，信號源輸出小于-llOdBm。本實用新型主要電氣性能指標(biāo)要求與實測達(dá)到的指標(biāo)狀態(tài)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>[0044]本實用新型與國內(nèi)同類產(chǎn)品的比較<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>由上可見，本實用新型的微波信號源模塊，具有超寬帶、細(xì)步進(jìn)跳頻；高穩(wěn)定性、響應(yīng)快；體積小、功能全、功耗??；產(chǎn)品集成度高；具有低噪聲輸出等諸多優(yōu)點。權(quán)利要求一種微波信號源模塊，其特征在于由接口電路(1)、PLL鎖相式頻率合成電路、濾波器和混頻電路構(gòu)成，接口電路(1)有四個輸出端，分別與DDS數(shù)字直接頻率合成電路(2)、PLLA鎖相式頻率合成電路(3)、通道開關(guān)(4)和通道開關(guān)(12)的一個輸入端相連接；DDS數(shù)字直接頻率合成電路(2)的另一個輸入端與信號源(1)的一個輸出端相連接，其輸出端與PLLA鎖相式頻率合成電路(3)的一個輸入端相連；PLLA鎖相式頻率合成電路(3)的輸出端與通道開關(guān)(4)的輸入端相連接；通道開關(guān)(4)有四個輸出端，其中輸出端一(15)與混頻器(5)的一個輸入端相連接，信號源(1)的另一個輸出端經(jīng)由PLLB鎖相式頻率合成電路(10)與混頻器(5)的另一個輸入端相連接，混頻器(5)的輸出端經(jīng)由濾波器(6)后與通道開關(guān)(12)的其中一個輸入端相連；通道開關(guān)(4)的輸出端二(16)經(jīng)由分頻器(20)、濾波器(7)后與通道開關(guān)(12)的其中一個輸入端相連；通道開關(guān)(4)的輸出端三(17)經(jīng)由濾波器(8)后與通道開關(guān)(12)的其中一個輸入端相連；通道開關(guān)(4)的輸出端四(18)經(jīng)由倍頻器(21)、濾波器(9)后與通道開關(guān)(12)的其中一個輸入端相連；通道開關(guān)(12)的輸出端與輸出電路(30)相連。2.如權(quán)利要求1所述的微波信號源模塊，其特征在于所述的PLL鎖相式頻率合成電路由電壓控制振蕩器(27)、頻率相位比較器(26)、基準(zhǔn)頻率振蕩器(25)和環(huán)路濾波器(28)所組成，外部輸入信號經(jīng)由基準(zhǔn)頻率振蕩器(25)送到頻率相位比較器(26)的一個輸入端，頻率相位比較器(26)的輸出端經(jīng)由環(huán)路濾波器(28)與電壓控制振蕩器(27)的輸入端相連，電壓控制振蕩器(27)的輸出端與頻率相位比較器(26)的另一個輸入端相連接。3.如權(quán)利要求2所述的微波信號源模塊，其特征在于所述的環(huán)路濾波器(28)采用無源二階環(huán)路。專利摘要本實用新型的微波信號源模塊，涉及電子通信領(lǐng)域，旨在解決傳統(tǒng)微波源產(chǎn)品體積大、可靠性低、成本高、技術(shù)參數(shù)不能滿足使用要求等技術(shù)問題。本實用新型由接口電路、PLL電路、濾波器和混頻電路構(gòu)成，接口電路有四個輸出端，分別與DDS、PLLA、通道開關(guān)和通道開關(guān)的一個輸入端相連接；DDS的另一個輸入端與信號源的一個輸出端相連接，其輸出端與PLLA的一個輸入端相連；PLLA的輸出端與通道開關(guān)的輸入端相連接；通道開關(guān)輸出端一與混頻器的一個輸入端相連接，信號源的另一個輸出端經(jīng)由PLLB與混頻器的另一個輸入端相連接，混頻器輸出端經(jīng)由濾波器后與通道開關(guān)的其中一個輸入端相連。本實用新型適用于微波信號源模塊設(shè)計。文檔編號H03L7/08GK201541235SQ20092024332公開日2010年8月4日申請日期2009年11月19日優(yōu)先權(quán)日2009年11月19日發(fā)明者汪澤,牛書強(qiáng)申請人:成都九洲迪飛科技有限責(zé)任公司