一種s波段低相位噪聲頻率綜合發(fā)生器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種S波段低相位噪聲頻率綜合發(fā)生器，該頻率綜合發(fā)生器為雷達(dá)系統(tǒng)產(chǎn)生四路射頻信號(hào)以及時(shí)序控制信號(hào)：頻率綜合發(fā)生器內(nèi)部由一種高穩(wěn)定度的時(shí)鐘源產(chǎn)生兩種存在差頻的中頻信號(hào),該兩種中頻信號(hào)相互獨(dú)立且相參,然后分別經(jīng)過(guò)一次混頻電路直接輸出所述四路射頻信號(hào)中的三種，分別為雷達(dá)系統(tǒng)使用的接收本振信號(hào)、發(fā)射激勵(lì)信號(hào)和系統(tǒng)校正信號(hào)，其中發(fā)射激勵(lì)信號(hào)和系統(tǒng)校正信號(hào)產(chǎn)生為同一鏈路，二者工作為時(shí)分關(guān)系，由微波開關(guān)選擇輸出；四路射頻信號(hào)中的最后一種為雷達(dá)系統(tǒng)中信號(hào)處理器使用的采樣基準(zhǔn)信號(hào)，由高穩(wěn)定度的時(shí)鐘源直接分頻產(chǎn)生；時(shí)序控制信號(hào)由控制單元產(chǎn)生。本發(fā)明的頻率綜合發(fā)生器產(chǎn)生的信號(hào)質(zhì)量?jī)?yōu)異，信號(hào)易于調(diào)試和控制。
【專利說(shuō)明】一種S波段低相位噪聲頻率綜合發(fā)生器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及低相位噪聲頻率綜合發(fā)生器，特別是一種S波段調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)體制下的低相位噪聲頻率綜合發(fā)生器。
【背景技術(shù)】
[0002]調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)探測(cè)靈敏度與發(fā)射激勵(lì)信號(hào)和接收本振信號(hào)的相位噪聲有著直接的關(guān)系。
[0003]雷達(dá)目標(biāo)回波信號(hào)與接收本振信號(hào)混頻時(shí)，接收本振信號(hào)的相位噪聲會(huì)影響接收機(jī)的基底噪聲；而調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)中發(fā)射信號(hào)會(huì)不可避免的泄露到接收機(jī)內(nèi)，發(fā)射激勵(lì)信號(hào)的相位噪聲與接收本振信號(hào)的混頻產(chǎn)物同樣也會(huì)影響接收機(jī)的基底噪聲。
[0004]目標(biāo)的檢測(cè)，需要目標(biāo)回波信號(hào)有一定的信噪比，當(dāng)接收機(jī)的基底噪聲過(guò)高，微弱的目標(biāo)回波信號(hào)就會(huì)因?yàn)樾旁氡茸冃』蜓蜎](méi)在基底噪聲下而增加檢測(cè)難度。
[0005]調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)對(duì)頻率綜合發(fā)生器發(fā)射激勵(lì)信號(hào)和接收本振信號(hào)在偏離IOOkHz處以遠(yuǎn)的相位噪聲指標(biāo)要求很高，例如某S波段頻率綜合發(fā)生器相位噪聲指標(biāo)要求-110dBc/Hz@lkHz、-120dBc/Hz@100kHz、-145dBc/Hz@lMHz。
[0006]隨著雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展，頻率綜合發(fā)生器作為雷達(dá)系統(tǒng)的心臟，除了輸出信號(hào)相位噪聲指標(biāo)以外，雷達(dá)系統(tǒng)對(duì)其有了更多的要求，例如復(fù)雜波形調(diào)制、頻率捷變、時(shí)分復(fù)用等功能以及各種系統(tǒng)所需的校正、相參基準(zhǔn)、重頻脈沖等信號(hào)的輸出。目前以此需求的頻率綜合發(fā)生器設(shè)計(jì)普遍使用的電路架構(gòu)為:DDS+壓控振蕩器+若干單頻介質(zhì)振蕩器多次混頻的形式，該電路形式簡(jiǎn)單，混頻后濾波器組的使用很好的保證了信號(hào)質(zhì)量，但隨之也帶來(lái)體積大成本高的問(wèn)題，并且多路信號(hào)的基礎(chǔ)波形電路共用，不光引入了各信號(hào)指標(biāo)調(diào)試時(shí)相互掣肘的因素，還使得各信號(hào)的獨(dú)立性受到損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷或不足，本發(fā)明的目的在于提供一種S波段低相位噪聲、頻率及調(diào)制波形可任意快速輸出的頻率綜合發(fā)生器。
[0008]為此，本發(fā)明提供的S波段低相位噪聲頻率綜合發(fā)生器，該頻率綜合發(fā)生器用于產(chǎn)生四路射頻信號(hào)和時(shí)序控制信號(hào)，所述四路射頻信號(hào)包括接收本振信號(hào)、發(fā)射激勵(lì)信號(hào)、系統(tǒng)校正信號(hào)和相參基準(zhǔn)信號(hào)；
[0009]該S波段低相位噪聲頻率綜合發(fā)生器包括:
[0010]時(shí)鐘源單元，該時(shí)鐘源單元產(chǎn)生噪聲信號(hào)，該噪聲信號(hào)用作頻率綜合發(fā)生器內(nèi)部的時(shí)鐘源；
[0011]驅(qū)動(dòng)源單元，該驅(qū)動(dòng)源單元產(chǎn)生噪聲信號(hào)，該噪聲信號(hào)作為頻率綜合發(fā)生器內(nèi)部上變頻的本振驅(qū)動(dòng)；
[0012]基準(zhǔn)信號(hào)生成單元，該基準(zhǔn)信號(hào)生成單元產(chǎn)生噪聲信號(hào)，向頻率綜合發(fā)生器外部分系統(tǒng)提供相參基準(zhǔn)信號(hào)；[0013]激勵(lì)校正信號(hào)生成單元，該激勵(lì)校正信號(hào)生成單元產(chǎn)生發(fā)射激勵(lì)信號(hào)和系統(tǒng)校正信號(hào);
[0014]接收本振信號(hào)生成單元，該接收本振信號(hào)生成單元產(chǎn)生接收本振信號(hào)；
[0015]和，
[0016]控制單元，該控制單元負(fù)責(zé)對(duì)外通訊并產(chǎn)生頻率綜合發(fā)生器的內(nèi)部控制信號(hào)和頻率綜合發(fā)生器的外部時(shí)序控制信號(hào)；
[0017]所述時(shí)鐘源單元輸出三路信號(hào)分別至驅(qū)動(dòng)源單元、基準(zhǔn)信號(hào)生成單元和控制單元;
[0018]所述驅(qū)動(dòng)源單元接收來(lái)自時(shí)鐘源單元的時(shí)鐘作為參考信號(hào)，輸出四路信號(hào)分別至激勵(lì)校正信號(hào)生成單元、接收本振信號(hào)生成單元；
[0019]所述基準(zhǔn)信號(hào)生成單元接收來(lái)自時(shí)鐘源單元的時(shí)鐘作為參考信號(hào)并完成輸出相參基準(zhǔn)信號(hào)；
[0020]所述激勵(lì)校正信號(hào)生成單元接收來(lái)自驅(qū)動(dòng)源單元的信號(hào)通過(guò)混頻后輸出發(fā)射激勵(lì)信號(hào)和系統(tǒng)校正信號(hào)，并接收來(lái)自控制單元的命令完成波形和頻點(diǎn)的變化；
[0021]所述接收本振信號(hào)生成單元接收來(lái)自驅(qū)動(dòng)源單元的信號(hào)通過(guò)混頻后輸出接收本振信號(hào)，并接收來(lái)自控制單元的命令完成波形和頻點(diǎn)的變化；
[0022]所述控制單元接收來(lái)自時(shí)鐘源單元的參考時(shí)鐘，根據(jù)外部要求向激勵(lì)校正信號(hào)生成單元、接收本振信號(hào)生成單元輸出控制指令，并對(duì)頻率綜合發(fā)生器外部產(chǎn)生時(shí)序和告警信號(hào)。
[0023]優(yōu)選的，
[0024]所述時(shí)鐘源單元包括恒溫晶振和第一功分器；所述恒溫晶振產(chǎn)生的信號(hào)被所述第一功分器分為三路信號(hào)，該三路信號(hào)分別為信號(hào)fO、信號(hào)fO'和信號(hào)fO"；
[0025]所述控制單元包括FPGA，所述FPGA接收所述信號(hào)fO"作為工作時(shí)鐘；
[0026]所述驅(qū)動(dòng)源單元包括鎖相芯片、壓控介質(zhì)振蕩器和第二功分器；所述鎖相芯片接收信號(hào)《V作為參考信號(hào)，所述壓控介質(zhì)振蕩器輸出反饋信號(hào)至所述鎖相芯片，所述壓控介質(zhì)振蕩器輸出與時(shí)鐘源同相位的信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)所述第二功分器分為信號(hào)f5、信號(hào)f5/、信號(hào)f7和信號(hào)f7'；
[0027]所述基準(zhǔn)信號(hào)生成單元包括二倍頻器、第三濾波器、五分頻器、LC濾波電路和第三功率調(diào)整電路；所述信號(hào)fO經(jīng)所述二倍頻器和所述第三濾波器進(jìn)行頻譜變化及濾波處理，處理后的信號(hào)再經(jīng)所述五分頻器和LC濾波電路進(jìn)行頻譜變化及濾波處理，處理后的信號(hào)經(jīng)過(guò)功率調(diào)整電路后輸出相參基準(zhǔn)信號(hào)fl ;
[0028]所述激勵(lì)校正信號(hào)生成單元包括第一 DDS、第一混頻器、第一濾波器、第一功率調(diào)整電路、單刀雙擲微波開關(guān)和第一隔離器A和第一隔離器B ;所述第一 DDS接受信號(hào)f5作為工作時(shí)鐘，產(chǎn)生發(fā)射激勵(lì)信號(hào)和系統(tǒng)校正信號(hào)的基礎(chǔ)波形信號(hào)f6 ;控制單元控制信號(hào)f6產(chǎn)生線性調(diào)頻信號(hào)，該線性調(diào)頻信號(hào)與信號(hào)f7在所述第一混頻器進(jìn)行上變頻，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)波形向S波段的頻率轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的信號(hào)經(jīng)過(guò)所述第一濾波器、第一功率調(diào)整電路進(jìn)行頻域內(nèi)的調(diào)整處理，處理后的信號(hào)進(jìn)入所述單刀雙擲微波開關(guān)，當(dāng)控制單元控制單刀雙擲微波開關(guān)擲A位點(diǎn)時(shí)，信號(hào)進(jìn)入第一隔離器A輸出為發(fā)射激勵(lì)信號(hào)f2，當(dāng)控制單元控制單刀雙擲微波開關(guān)擲B位點(diǎn)時(shí),信號(hào)進(jìn)入第一隔離器B輸出為系統(tǒng)校正信號(hào)f3 ；[0029]所述接收本振信號(hào)生成單元包括第二 DDS、第二混頻器、第二濾波器、第二功率調(diào)整電路和第二隔離器；所述第二 DDS接受信號(hào)K'作為工作時(shí)鐘，產(chǎn)生接收本振信號(hào)的基礎(chǔ)波信號(hào)f8 ;控制單元控制信號(hào)f8產(chǎn)生線性調(diào)頻信號(hào)，該線性調(diào)頻信號(hào)與信號(hào)fT在所述第一混頻器進(jìn)行上變頻，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)波形向S波段的頻率轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的信號(hào)經(jīng)過(guò)所述第二濾波器、第二功率調(diào)整電路進(jìn)行頻域內(nèi)的調(diào)整處理，處理后的信號(hào)進(jìn)入第二隔離器輸出為接收本振信號(hào)f4。
[0030]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0031](I)相位噪聲指標(biāo)優(yōu)異。充分利用了時(shí)鐘源單元和驅(qū)動(dòng)源單元相位噪聲特性不同區(qū)域的優(yōu)勢(shì)，盡可能接近無(wú)損結(jié)合。
[0032](2)雜散指標(biāo)優(yōu)異。激勵(lì)校正信號(hào)生成單元和接收本振信號(hào)生成單元均通過(guò)一次變頻即完成最終信號(hào)的輸出，降低了上變頻寄生效應(yīng)對(duì)信號(hào)的影響，對(duì)雜散信號(hào)的產(chǎn)生從理論上做到有效控制。
[0033](3)功能靈活，易于調(diào)試。激勵(lì)校正信號(hào)生成單元和接收本振信號(hào)生成單元保持同源卻又完全獨(dú)立，互不依賴，這使得兩種信號(hào)各自完成具備多樣性功能，且在進(jìn)行指標(biāo)的調(diào)試中不必患得患失,多方兼顧。
[0034]綜上，本發(fā)明的頻率綜合發(fā)生器中采用雙DDS+低相位噪聲鎖相介質(zhì)振蕩器產(chǎn)生信號(hào)的方式，將基礎(chǔ)波形及頻點(diǎn)切換歸于DDS之中，頻率綜合發(fā)生器的兩路高頻信號(hào)均通過(guò)各自的DDS和低相位噪聲鎖相介質(zhì)振蕩器經(jīng)過(guò)一次混頻完成輸出，信號(hào)質(zhì)量?jī)?yōu)異，且避免了濾波器組的使用，同時(shí)具有兩路信號(hào)易于調(diào)試、可獨(dú)立控制的優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0035]圖1為S波段低相位噪聲頻率綜合發(fā)生器基本原理框圖；
[0036]圖2是S波段低相位噪聲寬頻率捷變的頻率綜合發(fā)生器詳細(xì)原理框圖。
[0037]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】
[0038]參考圖1，本發(fā)明提供的S波段低相位噪聲頻率綜合發(fā)生器，該頻率綜合發(fā)生器為雷達(dá)系統(tǒng)產(chǎn)生四路射頻信號(hào)以及時(shí)序控制信號(hào):頻率綜合發(fā)生器內(nèi)部由一種高穩(wěn)定度的時(shí)鐘源產(chǎn)生兩種存在差頻的中頻信號(hào)，該兩種中頻信號(hào)相互獨(dú)立且相參，然后分別經(jīng)過(guò)一次混頻電路直接輸出所述四路射頻信號(hào)中的三種，分別為雷達(dá)系統(tǒng)接收機(jī)使用的本振信號(hào)，雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)射機(jī)使用的激勵(lì)信號(hào)和系統(tǒng)使用的系統(tǒng)校正信號(hào)，其中激勵(lì)信號(hào)和系統(tǒng)校正信號(hào)產(chǎn)生為同一鏈路，二者工作為時(shí)分關(guān)系，由微波開關(guān)選擇輸出；四路射頻信號(hào)中的最后一種為雷達(dá)系統(tǒng)中信號(hào)處理器使用的采樣基準(zhǔn)信號(hào)，由高穩(wěn)定度的時(shí)鐘源直接分頻產(chǎn)生；時(shí)序控制信號(hào)由控制單元產(chǎn)生。
[0039]本發(fā)明采用雙DDS+低相位噪聲鎖相介質(zhì)振蕩器，該電路形式使得激勵(lì)校正信號(hào)生成單元和接收本振信號(hào)生成單元的輸出信號(hào)簡(jiǎn)便快捷且完整獨(dú)立，雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)射激勵(lì)信號(hào)、系統(tǒng)校正信號(hào)(系統(tǒng)校正信號(hào)是在雷達(dá)接收通道需要校正時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)部檢測(cè)信號(hào)，激勵(lì)、校正兩個(gè)信號(hào)受FPGA控制，不同時(shí)產(chǎn)生)和接收本振信號(hào)的基礎(chǔ)波形由DDS產(chǎn)生，均具備捷變頻和任意調(diào)制波形輸出的能力；而鎖相介質(zhì)振蕩器的高質(zhì)量信號(hào)不僅用作雙DDS的工作時(shí)鐘，還在基礎(chǔ)波形向S波段的“搬移”中得到巧妙利用。
[0040]本發(fā)明的時(shí)鐘源單元產(chǎn)生高穩(wěn)定、低相位噪聲信號(hào)，如IOOMHz高穩(wěn)定、低相位噪聲信號(hào)，用作頻率綜合發(fā)生器內(nèi)部的時(shí)鐘源。該時(shí)鐘源單元輸出三路信號(hào)分別至驅(qū)動(dòng)源單元、基準(zhǔn)信號(hào)生成單元和控制單元。
[0041]本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)源單元產(chǎn)生高穩(wěn)定、低相位噪聲信號(hào)，如2600MHz高穩(wěn)定、低相位噪聲信號(hào)，用作頻率綜合發(fā)生器內(nèi)部上變頻的本振驅(qū)動(dòng)。該驅(qū)動(dòng)源單元接收來(lái)自時(shí)鐘源單元的時(shí)鐘作為參考信號(hào)，輸出四路信號(hào)，其中兩路至激勵(lì)校正信號(hào)生成單元，另外兩路至接收本振信號(hào)生成單元。
[0042]本發(fā)明的基準(zhǔn)信號(hào)生成單元產(chǎn)生高穩(wěn)定、低相位噪聲信號(hào)，如40MHz高穩(wěn)定、低相位噪聲信號(hào)，向頻率綜合發(fā)生器外部分系統(tǒng)提供相參基準(zhǔn)。該基準(zhǔn)信號(hào)生成單元接收來(lái)自時(shí)鐘源單元的時(shí)鐘作為參考信號(hào)并完成最終輸出。
[0043]本發(fā)明的激勵(lì)校正信號(hào)生成單元產(chǎn)生發(fā)射激勵(lì)信號(hào)和系統(tǒng)校正信號(hào)。該激勵(lì)校正信號(hào)單元接收來(lái)自驅(qū)動(dòng)源單元的信號(hào)通過(guò)混頻完成最終輸出，并接收來(lái)自控制單元的命令完成波形和頻點(diǎn)的變化。
[0044]本發(fā)明的接收本振信號(hào)生成單元產(chǎn)生接收本振信號(hào)。該接收本振信號(hào)生成單元接收來(lái)自驅(qū)動(dòng)源單元的信號(hào)通過(guò)混頻完成最終輸出，并接收來(lái)自控制單元的命令完成波形和頻點(diǎn)的變化。
[0045]本發(fā)明的控制單元負(fù)責(zé)對(duì)外通訊并產(chǎn)生控制、時(shí)序、告警信號(hào)。該控制單元接收來(lái)自時(shí)鐘源單元的參考時(shí)鐘，根據(jù)外部要求向激勵(lì)校正信號(hào)生成單元、接收本振信號(hào)生成單元輸出控制指令，并對(duì)頻率綜合發(fā)生器外部產(chǎn)生對(duì)外的時(shí)序控制信號(hào)和告警信號(hào)。
[0046]本發(fā)明中的驅(qū)動(dòng)源單元是保證整個(gè)頻率綜合發(fā)生器低相位噪聲的關(guān)鍵部分。
[0047]本發(fā)明的鎖相芯片可使用美國(guó)HITTITE公司的HMC440，環(huán)路中使用IOOMHz頻率鑒相，上述可知，IOOMHz信號(hào)fO'由高穩(wěn)定低相位噪聲的恒溫晶振直接產(chǎn)生，避免了因信號(hào)倍頻、分頻等引起的相位噪聲惡化問(wèn)題。
[0048]本發(fā)明的VCO可采用定制的2600MHz介質(zhì)壓控振蕩器，該器件頻率范圍窄，遠(yuǎn)端相位噪聲指標(biāo)優(yōu)良，直接產(chǎn)生高頻率以及不用外置分頻即可直接送入鎖相電路HMC440的特點(diǎn)，得到充分利用，也使得電路更加簡(jiǎn)化。
[0049]本發(fā)明的DDS可使用美國(guó)ADI公司的AD9914，該產(chǎn)品2012年初公布上市，其內(nèi)部時(shí)鐘速度較前系列提升3倍，最高達(dá)3.5GSPS，可直接輸出最高1400MHz的模擬信號(hào)。在輸入時(shí)鐘為2600MHz輸出頻率為500MHz時(shí)，寬帶雜散抑制可達(dá)60dBc以上，相位噪聲小于-130dBc/HZ@lKHZ、-151dBc/HzilMHz,由其產(chǎn)生的各信號(hào)基礎(chǔ)波形質(zhì)量從而得到了良好的保證。
[0050]實(shí)施例:
[0051]遵循本發(fā)明的技術(shù)方案，參見圖1和圖2，該實(shí)施例的S波段低相位噪聲寬頻率捷變的頻率綜合發(fā)生器，由時(shí)鐘源單元、驅(qū)動(dòng)源單元、基準(zhǔn)信號(hào)生成單元、激勵(lì)校正信號(hào)生成單元、接收本振信號(hào)生成單元和控制單元計(jì)六部分組成。其中:
[0052]時(shí)鐘源單元包括IOOMHz恒溫晶振和第一功分器，第一功分器為一四功分器。工作時(shí)，IOOMHz恒溫晶振是頻率綜合發(fā)生器所有信號(hào)產(chǎn)生的根本，其經(jīng)過(guò)功分器分為三路，第一路IOOMHz信號(hào)fO作為基準(zhǔn)信號(hào)生成單元的信號(hào)源，最終生成40MHz相參基準(zhǔn)信號(hào)fl ;第二路IOOMHz信號(hào)《V作為驅(qū)動(dòng)源單元中鎖相芯片的參考時(shí)鐘，與2600MHz壓控介質(zhì)振蕩器輸出信號(hào)f5、f5'、f7、f7'實(shí)現(xiàn)相參；第三路IOOMHz信號(hào)fO"則作為控制單元中可編程邏輯器件FPGA的參考時(shí)鐘，生成各種時(shí)序信號(hào)。
[0053]驅(qū)動(dòng)源單元包括鎖相芯片、2600MHz壓控介質(zhì)振蕩器和第二功分器，第二功分器為一四功分器。工作時(shí)，鎖相芯片接收來(lái)自時(shí)鐘源單元的100MHz信號(hào)《V作為參考信號(hào)，反饋輸入則來(lái)自2600MHz壓控介質(zhì)振蕩器，在100MHz鑒相頻率的整數(shù)分頻模式下，壓控介質(zhì)振蕩器輸出頻率牢牢鎖定于2600MHz，然后經(jīng)四功分器輸出兩對(duì)信號(hào)f5、f5/和f7、fl'，信號(hào)f5、fV作為激勵(lì)校正信號(hào)生成單元和接收本振信號(hào)生成單元中第一 DDS、第二 DDS的工作時(shí)鐘，信號(hào)f7、fl'則作為激勵(lì)校正信號(hào)生成單元和接收本振信號(hào)生成單元中各自混頻器的本振驅(qū)動(dòng)。
[0054]基準(zhǔn)信號(hào)生成單元包括二倍頻器、第三濾波器(為一帶通濾波器)、五分頻器、LC濾波電路和第三功率調(diào)整電路，信號(hào)fO經(jīng)二倍頻器和第三濾波器進(jìn)行頻譜變化及濾波處理，處理后輸出高于原基準(zhǔn)信號(hào)一倍的過(guò)渡信號(hào)，該信號(hào)再經(jīng)所述五分頻器和LC濾波電路進(jìn)行頻譜變化及濾波處理，處理后輸出原基準(zhǔn)信號(hào)頻率五分之二的最終信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)過(guò)功率調(diào)整電路后輸出相參基準(zhǔn)信號(hào)fl ;工作時(shí)，第一路100MHz信號(hào)fO進(jìn)入基準(zhǔn)信號(hào)生成單元，經(jīng)二倍頻器、第三濾波器后輸出質(zhì)量較好的200MHz信號(hào)，該信號(hào)再經(jīng)五分頻器產(chǎn)生40MHz信號(hào)，40MHz信號(hào)經(jīng)過(guò)LC濾波電路以及第三功率調(diào)整電路輸出最終的相參基準(zhǔn)信號(hào)
flo
[0055]激勵(lì)校正信號(hào)生成單元包括第一 DDS、第一混頻器、第一濾波器A (為一帶通濾波器)、第一濾波器B(為一帶通濾波器)、第一功率調(diào)整電路、單刀雙擲微波開關(guān)、第一隔離器A和第一隔離器B。工作時(shí)，激勵(lì)校正信號(hào)生成單元中，利用發(fā)射激勵(lì)和系統(tǒng)校正兩種信號(hào)在時(shí)域內(nèi)互斥，頻域內(nèi)相近的特點(diǎn)，合用一個(gè)信號(hào)通道分時(shí)產(chǎn)生。第一 DDS接受來(lái)自驅(qū)動(dòng)源單元的2600MHz信號(hào)f5作為工作時(shí)鐘，產(chǎn)生發(fā)射激勵(lì)信號(hào)和系統(tǒng)校正信號(hào)的基礎(chǔ)波形f6，頻率范圍300MHz-500MHz，f6信號(hào)可根據(jù)外部要求由FPGA控制產(chǎn)生不同頻率點(diǎn)及調(diào)制波形，然后經(jīng)過(guò)必要的濾波后與來(lái)自驅(qū)動(dòng)源單元的2600MHz信號(hào)f7進(jìn)行上變頻，再經(jīng)過(guò)帶通濾波器、功率調(diào)整電路、單刀雙擲微波開關(guān)分為兩路輸出，開關(guān)控制及信號(hào)控制均由控制單元保證同步，為防止信號(hào)在實(shí)際工作中因通道匹配等問(wèn)題引起的反射現(xiàn)象，兩路信號(hào)各自經(jīng)過(guò)隔離器最終輸出發(fā)射激勵(lì)信號(hào)f2和系統(tǒng)校正信號(hào)f3。
[0056]接收本振信號(hào)生成單元包括第二 DDS、第二混頻器、第二濾波器(為一帶通濾波器)、第二功率調(diào)整電路和第二隔離器。工作時(shí)，第二 DDS接受來(lái)自驅(qū)動(dòng)源單元的2600MHz信號(hào)f5'作為工作時(shí)鐘，產(chǎn)生接收本振信號(hào)的基礎(chǔ)波形f8，頻率范圍330MHz-530MHz，f8信號(hào)可根據(jù)外部要求由FPGA控制產(chǎn)生不同頻率點(diǎn)及調(diào)制波形，然后經(jīng)過(guò)必要的濾波后與來(lái)自驅(qū)動(dòng)源單元的2600MHz信號(hào)fT進(jìn)行上變頻，再經(jīng)過(guò)帶通濾波器、功率調(diào)整電路、隔離器后最終輸出接收本振信號(hào)f4。
[0057]控制單元由可編程邏輯器FPGA及其周邊電路組成。工作時(shí)，可編程邏輯器FPGA的工作時(shí)鐘來(lái)自于時(shí)鐘源單元產(chǎn)生的100MHz信號(hào)fO"。其主要完成與外部通訊、時(shí)序控制、第一 DDS和第二 DDS頻率及波形配置、頻率綜合發(fā)生器整體故障診斷告警等功能。
[0058]如圖2所示,該實(shí)施例的頻率綜合發(fā)生器中2600MHz的低相位噪聲鎖相介質(zhì)振蕩器信號(hào)源分為四路f5、f5/、f7、fl'，其中f5、f5/兩路信號(hào)分別提供給高速第一 DDS和第二 DDS作為參考時(shí)鐘；第一 DDS產(chǎn)生發(fā)射激勵(lì)信號(hào)或系統(tǒng)校正信號(hào)的基礎(chǔ)波形f6，第二DDS則產(chǎn)生接收本振信號(hào)的基礎(chǔ)波形f8 ；2600MHz的其余兩路信號(hào)f7和f7'，f7作為驅(qū)動(dòng)將發(fā)射激勵(lì)信號(hào)或系統(tǒng)校正信號(hào)的基礎(chǔ)波形f6上變頻至S波段，F(xiàn)PGA控制電路同步控制第一 DDS和單刀雙擲微波開關(guān)，可分別輸出時(shí)分關(guān)系的發(fā)射激勵(lì)信號(hào)f2和系統(tǒng)校正信號(hào)f3 ；同理f7'作為驅(qū)動(dòng)將接收本振信號(hào)的基礎(chǔ)波形f8上變頻至S波段，輸出連續(xù)的接收本振信號(hào)f4。
[0059]該實(shí)施例中，2600MHz的低相位噪聲鎖相介質(zhì)振蕩器信號(hào)源的相位噪聲可達(dá)到-115dBc/Hz@lKHz、-155dBc/Hz@lMHz。高速 DDS 使用的參考時(shí)鐘為 2600MHz,第一 DDS設(shè)計(jì)輸出信號(hào)頻率范圍為300MHz-500MHz，第二 DDS設(shè)計(jì)輸出信號(hào)頻率范圍為330MHz-530MHz，二者輸出信號(hào)頻率均為參考時(shí)鐘頻率的1/5左右，從而可以很好保證輸出信號(hào)的雜散抑制，寬、窄帶雜散抑制分別控制在-60dBc、-90dBc以下。
[0060]由上所述，該實(shí)施例的頻率綜合發(fā)生器的頻率變化范圍可達(dá)200MHz或更寬，相位噪聲指標(biāo)可達(dá)-150dBc/HZ@lMHZ，頻點(diǎn)及調(diào)制波形可通過(guò)外部進(jìn)行控制。
【權(quán)利要求】
1.一種S波段低相位噪聲頻率綜合發(fā)生器，其特征在于，該頻率綜合發(fā)生器用于產(chǎn)生四路射頻信號(hào)和時(shí)序控制信號(hào)，所述四路射頻信號(hào)包括接收本振信號(hào)、發(fā)射激勵(lì)信號(hào)、系統(tǒng)校正信號(hào)和相參基準(zhǔn)信號(hào)；該S波段低相位噪聲頻率綜合發(fā)生器包括: 時(shí)鐘源單元，該時(shí)鐘源單元產(chǎn)生噪聲信號(hào)，該噪聲信號(hào)用作頻率綜合發(fā)生器內(nèi)部的時(shí)鐘源； 驅(qū)動(dòng)源單元，該驅(qū)動(dòng)源單元產(chǎn)生噪聲信號(hào)，該噪聲信號(hào)作為頻率綜合發(fā)生器內(nèi)部上變頻的本振驅(qū)動(dòng)； 基準(zhǔn)信號(hào)生成單元，該基準(zhǔn)信號(hào)生成單元產(chǎn)生噪聲信號(hào)，向頻率綜合發(fā)生器外部分系統(tǒng)提供相參基準(zhǔn)信號(hào)； 激勵(lì)校正信號(hào)生成單元，該激勵(lì)校正信號(hào)生成單元產(chǎn)生發(fā)射激勵(lì)信號(hào)和系統(tǒng)校正信號(hào); 接收本振信號(hào)生成單元，該接收本振信號(hào)生成單元產(chǎn)生接收本振信號(hào)； 和， 控制單元，該控制單元負(fù)責(zé)對(duì)外通訊并產(chǎn)生頻率綜合發(fā)生器的內(nèi)部控制信號(hào)和頻率綜合發(fā)生器的外部時(shí)序控制信號(hào)； 所述時(shí)鐘源單元輸出三路信號(hào)分別至驅(qū)動(dòng)源單元、基準(zhǔn)信號(hào)生成單元和控制單元； 所述驅(qū)動(dòng)源單元接收來(lái)自時(shí)鐘源單元的時(shí)鐘作為參考信號(hào)，輸出四路信號(hào)分別至激勵(lì)校正信號(hào)生成單元、接收本振信號(hào)生成單元； 所述基準(zhǔn)信號(hào)生成單元接收來(lái)自時(shí)鐘源單元的時(shí)鐘作為參考信號(hào)并完成輸出相參基準(zhǔn)信號(hào)； 所述激勵(lì)校正信號(hào)生成單元接收來(lái)自驅(qū)動(dòng)源單元的信號(hào)通過(guò)混頻后輸出發(fā)射激勵(lì)信號(hào)和系統(tǒng)校正信號(hào)，并接收來(lái)自控制單元的命令完成波形和頻點(diǎn)的變化； 所述接收本振信號(hào)生成單元接收來(lái)自驅(qū)動(dòng)源單元的信號(hào)通過(guò)混頻后輸出接收本振信號(hào)，并接收來(lái)自控制單元的命令完成波形和頻點(diǎn)的變化； 所述控制單元接收來(lái)自時(shí)鐘源單元的參考時(shí)鐘，根據(jù)外部要求向激勵(lì)校正信號(hào)生成單元、接收本振信號(hào)生成單元輸出控制指令，并對(duì)頻率綜合發(fā)生器外部產(chǎn)生時(shí)序和告警信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的S波段低相位噪聲頻率綜合發(fā)生器，其特征在于，所述時(shí)鐘源單元包括恒溫晶振和第一功分器；所述恒溫晶振產(chǎn)生的信號(hào)被所述第一功分器分為三路信號(hào)，該三路信號(hào)分別為信號(hào)《K信號(hào)《V和信號(hào)fO"； 所述控制單元包括FPGA，所述FPGA接收所述信號(hào)fO"作為工作時(shí)鐘； 所述驅(qū)動(dòng)源單元包括鎖相芯片、壓控介質(zhì)振蕩器和第二功分器；所述鎖相芯片接收信號(hào)fO'作為參考信號(hào)，所述壓控介質(zhì)振蕩器輸出反饋信號(hào)至所述鎖相芯片，所述壓控介質(zhì)振蕩器輸出與時(shí)鐘源同相位的信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)所述第二功分器分為信號(hào)f5、信號(hào)f5'、信號(hào)f7和信號(hào)f7'； 所述基準(zhǔn)信號(hào)生成單元包括二倍頻器、第三濾波器、五分頻器、LC濾波電路和第三功率調(diào)整電路；所述信號(hào)fO經(jīng)所述二倍頻器和所述第三濾波器進(jìn)行頻譜變化及濾波處理，處理后的信號(hào)再經(jīng)所述五分頻器和LC濾波電路進(jìn)行頻譜變化及濾波處理，處理后的信號(hào)經(jīng)過(guò)功率調(diào)整電路后輸出相參基準(zhǔn)信號(hào)fl ； 所述激勵(lì)校正信號(hào)生成單元包括第一 DDS、第一混頻器、第一濾波器、第一功率調(diào)整電路、單刀雙擲微波開關(guān)和第一隔離器A和第一隔離器B ;所述第一 DDS接受信號(hào)f5作為工作時(shí)鐘，產(chǎn)生發(fā)射激勵(lì)信號(hào)和系統(tǒng)校正信號(hào)的基礎(chǔ)波形信號(hào)f6 ;控制單元控制信號(hào)f6產(chǎn)生線性調(diào)頻信號(hào)，該線性調(diào)頻信號(hào)與信號(hào)f7在所述第一混頻器進(jìn)行上變頻，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)波形向S波段的頻率轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的信號(hào)經(jīng)過(guò)所述第一濾波器、第一功率調(diào)整電路進(jìn)行頻域內(nèi)的調(diào)整處理，處理后的信號(hào)進(jìn)入所述單刀雙擲微波開關(guān)，當(dāng)控制單元控制單刀雙擲微波開關(guān)擲A位點(diǎn)時(shí)，信號(hào)進(jìn)入第一隔離器A輸出為發(fā)射激勵(lì)信號(hào)f2，當(dāng)控制單元控制單刀雙擲微波開關(guān)擲B位點(diǎn)時(shí),信號(hào)進(jìn)入第一隔離器B輸出為系統(tǒng)校正信號(hào)f3 ； 所述接收本振信號(hào)生成單元包括第二 DDS、第二混頻器、第二濾波器、第二功率調(diào)整電路和第二隔離器；所述第二 DDS接受信號(hào)K'作為工作時(shí)鐘，產(chǎn)生接收本振信號(hào)的基礎(chǔ)波信號(hào)f8 ;控制單元控制信號(hào)f8產(chǎn)生線性調(diào)頻信號(hào)，該線性調(diào)頻信號(hào)與信號(hào)fT在所述第一混頻器進(jìn)行上變頻，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)波形向S波段的頻率轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的信號(hào)經(jīng)過(guò)所述第二濾波器、第二功率調(diào)整電路進(jìn)行頻域內(nèi)的調(diào)整處理，處理后的信號(hào)進(jìn)入第二隔離器輸出為接收本振信號(hào)f4。
【文檔編號(hào)】H03L7/18GK103957006SQ201410150816
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月15日
【發(fā)明者】高陽(yáng), 王孟 申請(qǐng)人:西安天偉電子系統(tǒng)工程有限公司