專利名稱：擴(kuò)展頻率合成器連續(xù)工作帶寬的混頻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及微波信號(hào)頻率發(fā)生器技術(shù)領(lǐng)域，特別是ー種擴(kuò)展頻率合成器連續(xù)工作帶寬的混頻系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
穩(wěn)頻、穩(wěn)相(相參)頻率源是電子設(shè)備的關(guān)鍵組件。隨著電訊、雷達(dá)、防空武器、大氣探測等技術(shù)的發(fā)展，對頻率源提出了更高的要求，如要使得工作(可調(diào))頻率范圍更寬、移頻更快(捷變)、頻率步進(jìn)更細(xì)、信號(hào)純度更高等。而采用多個(gè)相參源之間混頻的方法是達(dá)到上述要求的常用方法。一般的，各個(gè)相參源可以由三種頻率合成技術(shù)直接頻率合成、鎖相頻頻率合成、直接數(shù)字頻率合成，尤其是前兩種，為通過多個(gè)晶振，多個(gè)單頻鎖相環(huán)芯片、鎖相源，經(jīng)分頻、倍頻產(chǎn)生。而通常在采用多個(gè)相參源混頻時(shí)，往往只利用混頻產(chǎn)生的下邊帶、上邊帶中的ー個(gè)，這就使整個(gè)頻率源的連續(xù)捷變可調(diào)的工作帶寬變窄。如果需要保證較寬的工作帶寬，則需要増加設(shè)備，不僅提高了系統(tǒng)的成本，也使得系統(tǒng)架構(gòu)非常繁瑣。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是，針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供ー種擴(kuò)展頻率合成器連續(xù)工作帶寬的混頻系統(tǒng)，通過在兩級(jí)或更多級(jí)混頻中，適當(dāng)選取混頻產(chǎn)生的上邊帶或下邊帶，結(jié)合相參源的取值可使得穩(wěn)相、捷變、細(xì)進(jìn)的頻率源的連續(xù)工作帶寬擴(kuò)展一倍以上，或者在保證原所需工作帶寬的基礎(chǔ)上，將每個(gè)相參源的調(diào)頻范圍減小，便于濾波，從而使輸出的頻率更純、雜散更少。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為ー種擴(kuò)展頻率合成器連續(xù)工作帶寬的混頻系統(tǒng)，包括第一混頻器、第二混頻器、通過第一混頻器進(jìn)行混頻的第一頻率源F1和第二頻率源F2,以及與第一級(jí)混頻器的輸出頻率通過第二混頻器進(jìn)行混頻的第三頻率源F3;第一混頻器的輸出端與第二混頻器的輸入端之間設(shè)有上邊帶濾波通道和下邊帶濾波通道；第一混頻器的輸出端以及第二混頻器的輸入端，分別通過單刀雙擲開關(guān)連接上邊帶濾波通道和下邊帶濾波通道；第二混頻器的輸出端與混頻系統(tǒng)輸出端之間設(shè)有頻率選擇通道，頻率選擇通道、上邊帶濾波通道和下邊帶濾波通道中皆設(shè)有濾波器。進(jìn)ー步的，F(xiàn)1.F2、F3分別通過隔離器輸入到第一混頻器或第二混頻器中，隔離器為現(xiàn)有技術(shù)，可保證頻率源不被干擾。更進(jìn)一歩的，頻率選擇通道、上邊帶濾波通道和下邊帶濾波通道中的濾波器皆為矩形系數(shù)設(shè)計(jì)；第一混頻器與第二混頻器皆采用雙平衡電路設(shè)計(jì)；使得其它相參源的信號(hào)就不會(huì)對第二混頻產(chǎn)生干擾。矩形系數(shù)設(shè)計(jì)的濾波器以及雙平衡電路設(shè)計(jì)的混頻器皆為現(xiàn)有技木。[0010]本實(shí)用新型在應(yīng)用時(shí)實(shí)現(xiàn)頻率合成器連續(xù)工作帶寬得以擴(kuò)展的方法為頻率合成器進(jìn)行兩級(jí)混頻，定義兩級(jí)混頻中的第一頻率源為F1，第二頻率源為F2，第三頻率源為F3 ；其中F1的可調(diào)頻率范圍為AFpF2的可調(diào)頻率范圍為A F2，F(xiàn)3的可調(diào)頻率范圍為AF3あ與F2經(jīng)第一級(jí)混頻后輸出的頻率與F3進(jìn)行第二級(jí)混頻，輸出的中心頻率為Ftjut, Fout的可調(diào)頻率范圍為AFs ;其中第一級(jí)混頻，選取變頻產(chǎn)生的上邊帶和下邊帶；第二級(jí)混頻，選取變頻產(chǎn)生的上邊帶；此時(shí),兩級(jí)混頻后輸出的中心頻率為Fout = F2+F3 (I);此時(shí)，要構(gòu)成上述Fwt的連續(xù)可調(diào)頻率范圍AFs，則需要將兩級(jí)混頻后的上邊帶與下邊帶之間的裂隙填滿，即
^ A/7s し。 AZ72、 , AF1JAT73AF2AT7ni , 0.
A + ~1 + ih + ~-； - (Z71--L) = Z73--- + [(戶2--+ (Z71--L) ](2);
3 2 2 2 2 3 2 2 2 1 2由式⑵可得AF1+A F2+A F3 = 2F! (3)；由式⑶可得可調(diào)頻率范圍AFs = 2 (AF1+AF2+AF3) = 4F: ； (4)；根據(jù)式(I)、式(3)和式(4)，選取し匕、^以及AF1'AF2、AF3的的取值，即可使得頻率合成器的連續(xù)工作帶寬得到了擴(kuò)展。進(jìn)ー步的，按照上述方法選擇Fl頻率值后，可使得第一級(jí)混頻產(chǎn)生的上、下邊帶之間分的很開；第二級(jí)混頻又是經(jīng)過開關(guān)和濾波通道選用ー個(gè)其中邊帶進(jìn)行混頻輸出的，這樣就避免了上、下邊帶之間的干擾。有益效果本實(shí)用新型在對多個(gè)相參源混頻時(shí)，采用第一級(jí)混頻產(chǎn)生的上下邊帶都利用的エ作方式，結(jié)合將第二級(jí)混頻后的兩個(gè)邊帶之間的裂隙填滿，以構(gòu)成連續(xù)可調(diào)的頻率范圍的技術(shù)，從而確定各相參源之間的頻率關(guān)系，以及各相參源的可調(diào)頻率范圍。在應(yīng)用時(shí)，只需按照相應(yīng)取值關(guān)系選擇各相參源及其可調(diào)頻率范圍，就可以在本實(shí)用新型混頻系統(tǒng)的輸出端實(shí)現(xiàn)上下邊帶的對接，同時(shí)展寬整個(gè)輸出頻率的連續(xù)捷變可調(diào)范圍。而當(dāng)需要保證原所需工作帶寬的情況下，利用本實(shí)用新型的混頻系統(tǒng)，可以使每個(gè)相參源的調(diào)頻范圍減小，便于濾波，從而使輸出的頻率更純、雜散更少。

圖I所示為本實(shí)用新型混頻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2所示為利用本實(shí)用新型進(jìn)行兩級(jí)混頻后的頻譜圖；圖3所示為現(xiàn)有技術(shù)中兩級(jí)混頻產(chǎn)生的頻譜圖；圖4所示為利用本實(shí)用新型的ー種具體實(shí)施例經(jīng)兩級(jí)混頻產(chǎn)生的頻譜圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的內(nèi)容更加明顯易懂，
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
做進(jìn)ー步描述。結(jié)合圖1，本實(shí)用新型包括第一混頻器、第二混頻器、通過第一混頻器進(jìn)行混頻的第一頻率源F1和第二頻率源F2,以及與第一級(jí)混頻器的輸出頻率通過第二混頻器進(jìn)行混頻的第三頻率源F3 ;Fi、F2、F3分別通過隔離器輸入到第一混頻器或第二混頻器中；第一混頻器的輸出端與第二混頻器的輸入端之間設(shè)有上邊帶濾波通道和下邊帶濾波通道；第一混頻器的輸出端以及第二混頻器的輸入端，分別通過單刀雙擲開關(guān)連接上邊帶濾波通道和下邊帶濾波通道；第二混頻器的輸出端與混頻系統(tǒng)輸出端之間設(shè)有頻率選擇通道，頻率選擇通道、上邊帶濾波通道和下邊帶濾波通道中皆設(shè)有矩形系數(shù)設(shè)計(jì)的濾波器；同時(shí)第一混頻器與第ニ混頻器皆采用雙平衡電路設(shè)計(jì)，提高了系統(tǒng)抗干擾的能力。結(jié)合圖2所示的頻譜圖，利用本實(shí)用新型混頻系統(tǒng)的頻率合成器進(jìn)行兩級(jí)混頻的方法為，定義兩級(jí)混頻中的第一頻率源為F1，第二頻率源為F2，第三頻率源為F3 ;其中F1的可調(diào)頻率范圍為AF1, F2的可調(diào)頻率范圍為AF2, F3的可調(diào)頻率范圍為AF3 與F2經(jīng)第一級(jí)混頻后輸出的頻率與F3進(jìn)行第二級(jí)混頻，輸出的中心頻率為Ftjut, Fout的可調(diào)頻率范圍為AFe ;其中第一級(jí)混頻，選取變頻產(chǎn)生的上邊帶和下邊帶；第二級(jí)混頻，選取變頻產(chǎn)生的上邊帶；此時(shí),兩級(jí)混頻后輸出的中心頻率為Fout = F2+F3 (I);此時(shí)，要構(gòu)成上述Fwt的連續(xù)可調(diào)頻率范圍AFs，則需要將兩級(jí)混頻后的上邊帶與下邊帶之間的裂隙填滿，即
^ AT73AFnAF1 IAF3AFnA/7
Z73 + ~L + (T72 + ~-； - (.F1--L) = F3--- + [(Z72---； + (Z71--L) ] (2)；
3 2 2 2 2 3 2 2 2 1 2由式(2)可得AF1+ A F2+ A F3 = 2F! (3)；由式⑶可得可調(diào)頻率范圍AFs = 2 (AF1+AF2+AF3) = 4F: ； (4)；根據(jù)式(I)、式(3)和式(4)，選取し匕、^以及AF1'AF2、AF3的的取值，即可使得頻率合成器的連續(xù)工作帶寬得到擴(kuò)展。因此，在利用本實(shí)用新型進(jìn)行混頻時(shí)，只需按照上述取值關(guān)系選擇各相參源，使得各相參源符合以上所述的頻率關(guān)系以及可調(diào)頻率范圍，就可以實(shí)現(xiàn)在輸出端實(shí)現(xiàn)上下邊帶對接的同時(shí)，展寬整個(gè)輸出頻率的連續(xù)捷變可調(diào)范圍。而當(dāng)需要保證原所需工作帶寬的情況下，利用本實(shí)用新型的方法以及混頻系統(tǒng)，可以使每個(gè)相參源的調(diào)頻范圍減小，便于濾波，從而使輸出的頻率更純、雜散更少。將本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)作對比，首先利用現(xiàn)有技術(shù)對三個(gè)彼此鎖相的頻率源進(jìn)行ニ級(jí)混頻，結(jié)合圖3，各頻率源工作中心頻率分別是F1為100MHZ，F(xiàn)2為200MHz、F3為500MHz，每個(gè)振蕩源可調(diào)頻范圍均為 10%，SP AFl = 10MHz, AF2 = 20MHz, AF3 = 50MHz。F1與F2進(jìn)行第一級(jí)混頻后，與F3進(jìn)行第二級(jí)混頻；由于第二級(jí)混頻后經(jīng)上邊帶輸出的可調(diào)頻率范圍分裂成兩段即560 640MHz和760 840MHz，不能連續(xù)可調(diào)輸出。所以現(xiàn)有技術(shù)通常在第一級(jí)混頻后，濾波選用混頻產(chǎn)生的上邊帶即285 315MHz，或者下邊帶85 115MHz，參與第二級(jí)混頻；也就是在第二級(jí)混頻輸出處只選用760 840MHz或是560 640MHz中的一段，而每段連續(xù)可調(diào)頻率僅為80MHz。然后利用本實(shí)用新型的方法和系統(tǒng)進(jìn)行混頻，結(jié)合圖4 :三個(gè)振蕩源可調(diào)頻率范圍仍保持相同，按照式⑷選用F1，即Fl = 1/2(AF1+AF2+AF3) = 1/2(10+20+50)=40MHz，此時(shí)，F(xiàn)2保持不變即F2 = 200MHz ;因Fl由IOOMHz降低為40MHz，為使輸出仍含有原有頻率范圍(如760-840HZ)不變，則將F3由500MHz提高為560MHz。在第一級(jí)混頻后，通過邊帶濾波通道選取產(chǎn)生的上邊帶或下邊帶，然后在第二級(jí)混頻的上邊帶輸出時(shí)實(shí)現(xiàn)上下邊帶相接由圖4可看出，輸出頻率擴(kuò)展為680 840MHz，其連續(xù)可調(diào)范圍擴(kuò)展為AF2 =840-680 = 160MHz，較圖3所示的現(xiàn)有技術(shù)中上、下頻帶中只利用一種邊帶產(chǎn)生的可調(diào)頻率范圍擴(kuò)大了一倍。再次結(jié)合圖4，利用本實(shí)用新型混頻系統(tǒng)的頻率合成器在做輸出頻率的連續(xù)調(diào)整時(shí)，如從低到高調(diào)整，即680調(diào)到840MHz時(shí)，通常三個(gè)源F1、F2、F3都是相應(yīng)的，也是從低到高的調(diào)整F1由35調(diào)到45MHz，F(xiàn)2由190調(diào)到210MHz，F(xiàn)3由535調(diào)到585MHz。但當(dāng)輸出為680 760MHz連續(xù)調(diào)整時(shí)，由于利用的是第一混頻的下邊帶，即140 175MHz，那么此時(shí)，F(xiàn)l頻率源的調(diào)整應(yīng)相應(yīng)的反轉(zhuǎn)，即由高至低的連續(xù)調(diào)整，即由45MHz 35MHz。調(diào)整程序設(shè)計(jì)利用現(xiàn)有技術(shù)非常容易實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型中所述具體實(shí)施案例僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施案例而已，并非用來限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍。即凡依本實(shí)用新型申請專利范圍的內(nèi)容所作的等效變化與修飾，都應(yīng)作為本實(shí)用新型的技術(shù)范疇。
權(quán)利要求1.一種擴(kuò)展頻率合成器連續(xù)工作帶寬的混頻系統(tǒng)，其特征是，包括第一混頻器、第二混頻器、通過第一混頻器進(jìn)行混頻的第一頻率源F1和第二頻率源F2,以及與第一混頻器的輸出頻率通過第二混頻器進(jìn)行混頻的第三頻率源F3 ； 第一混頻器的輸出端與第二混頻器的輸入端之間設(shè)有上邊帶濾波通道和下邊帶濾波通道；第一混頻器的輸出端以及第二混頻器的輸入端，分別通過單刀雙擲開關(guān)連接上邊帶濾波通道和下邊帶濾波通道； 第二混頻器的輸出端與混頻系統(tǒng)輸出端之間設(shè)有頻率選擇通道，頻率選擇通道、上邊帶濾波通道和下邊帶濾波通道中皆設(shè)有濾波器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的混頻系統(tǒng)，其特征是，匕、&、&分別通過隔離器輸入到第一混頻器或第二混頻器中。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的混頻系統(tǒng)，其特征是，頻率選擇通道、上邊帶濾波通道和下邊帶濾波通道中的濾波器皆為矩形系數(shù)設(shè)計(jì)；第一混頻器與第二混頻器皆采用雙平衡電路設(shè)計(jì)。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種擴(kuò)展頻率合成器連續(xù)工作帶寬的混頻系統(tǒng)，其包括第一混頻器、第二混頻器、第一頻率源F1與第二頻率源F2通過第一混頻器進(jìn)行第一級(jí)混頻，第一級(jí)混頻后的輸出頻率與第三頻率源F3通過第二混頻器進(jìn)行第二級(jí)混頻；第一混頻器與第二混頻器的輸入端之間設(shè)有可通過單刀雙擲開關(guān)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的上邊帶濾波通道和下邊帶濾波通道；本實(shí)用新型應(yīng)用時(shí)第一級(jí)混頻可選取變頻產(chǎn)生的上邊帶和下邊帶，第二級(jí)混頻選取變頻產(chǎn)生的上邊帶；結(jié)合取得連續(xù)頻率可調(diào)范圍的技術(shù)，可使得各頻率源及其可調(diào)頻率范圍的取值關(guān)系被確定；當(dāng)按照相應(yīng)取值關(guān)系進(jìn)行取值時(shí)，即可使得輸出頻率的可調(diào)頻率范圍得到擴(kuò)展，不需要增加設(shè)備，成本較低。
文檔編號(hào)H03D7/16GK202424623SQ20122001909
公開日2012年9月5日 申請日期2012年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月17日
發(fā)明者張祖舜, 沈春樂, 胡景一 申請人:南京鑫軒電子系統(tǒng)工程有限公司