本發(fā)明涉及頻率合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種寬帶低相噪頻率合成裝置。

背景技術(shù)：

隨著電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展，一方面既要產(chǎn)生各種高質(zhì)量的復(fù)雜信號，另一方面又要對復(fù)雜信號進(jìn)行精確測量。無論是信號的發(fā)生還是對信號進(jìn)行分析，都離不開電子設(shè)備的核心部件——頻率合成裝置。高性能頻率合成器是現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)備的重要部分，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代移動通信、相控陣?yán)走_(dá)和高端電子測量儀器等設(shè)備中，它對電子系統(tǒng)的設(shè)備性能起著決定性的作用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是通過點頻信號發(fā)生電路產(chǎn)生的低相噪點頻信號與寬帶高頻信號進(jìn)行混頻，實現(xiàn)寬帶高頻信號頻率向下搬移到0.2～3ghz，降低因為倍頻效應(yīng)帶來的相噪惡化的一種寬帶低相噪頻率合成裝置。

本發(fā)明具體采用如下技術(shù)方案：

一種寬帶低相噪頻率合成裝置，包括相互連接的參考電路、寬帶信號產(chǎn)生電路、混頻電路、點頻信號發(fā)生電路和小數(shù)分頻電路；

所述寬帶信號產(chǎn)生電路包括相并聯(lián)的第一壓控振蕩器和第二壓控振蕩器，第一壓控振蕩器和第二壓控振蕩器的一端串聯(lián)有鑒相器、環(huán)路濾波器和第一二選一開關(guān)，另一端串聯(lián)有第二二選一開關(guān)和定向耦合器；

所述小數(shù)分頻電路包括相串聯(lián)的小數(shù)分頻器和第一二分頻器，小數(shù)分頻器與鑒相器相連；

所述混頻電路包括依次連接的第三二選一開關(guān)、第一混頻器、第四二選一開關(guān)和第二混頻器，定向耦合器與第二混頻器相連，混頻電路與小數(shù)分頻電路之間通過低通濾波器相連；

所述點頻信號發(fā)生電路包括鎖相環(huán)電路，鎖相環(huán)電路上連有功分器，功分器上連有相并聯(lián)的第一支路和第二支路，第一支路包括相串連的第一帶通濾波器和第二二分頻器，第二支路包括相串聯(lián)的第五二選一開關(guān)、第二帶通濾波器、二倍頻器和第六二選一開關(guān)，第一支路的輸出端與第一混頻器相連，第二支路的輸出端與第二混頻器相連。

優(yōu)選地，所述參考電路的信號頻率為100mhz。

優(yōu)選地，所述鎖相環(huán)電路輸出的信號為5ghz點頻信號，第二二分頻器輸出信號的頻率為2.5ghz，第一帶通濾波器的中心頻率為2.5ghz。

優(yōu)選地，所述二倍頻器輸出信號的頻率為10ghz，第二帶通濾波器的中心頻率為10ghz。

優(yōu)選地，所述第一壓控振蕩器的輸出頻率范圍為6～9ghz，第二壓控振蕩器的輸出頻率范圍為9～12ghz。

優(yōu)選地，所述定向耦合器的頻率范圍為6～12ghz。

優(yōu)選地，所述第二混頻器與定向耦合器相連的一端輸入頻率范圍為6～12ghz，與點頻信號發(fā)生電路相連的一端輸入頻率為5ghz或10ghz，與第四二選一開關(guān)相連的一端輸出頻率范圍為0.2～5.2ghz。

優(yōu)選地，所述第一混頻器與第四二選一開關(guān)相連的一端輸入頻率范圍為4.8～5.2ghz，與點頻信號發(fā)生電路相連的一端輸入頻率為2.5ghz，與第三二選一開關(guān)相連的一端輸出頻率范圍為2.3～2.7ghz。

優(yōu)選地，所述第一二分頻器輸入頻率范圍為0.2～3ghz，輸出頻率范圍為0.1～1.5ghz。

優(yōu)選地，所述小數(shù)分頻器輸入頻率范圍為0.1～1.5ghz，輸出頻率范圍為0.1ghz。

本發(fā)明具有如下有益效果：本發(fā)明利用第一壓控振蕩器和第二壓控振蕩器組合實現(xiàn)6～12ghz的寬頻率覆蓋；采用點頻信號發(fā)生電路產(chǎn)生的2.5ghz、5ghz、10ghz的低相噪點頻信號與6～12ghz的寬帶高頻信號進(jìn)行混頻，實現(xiàn)寬帶高頻信號頻率向下搬移到0.2～3ghz，降低因為倍頻效應(yīng)帶來的相噪惡化，實現(xiàn)輸出信號的低相噪；使用小數(shù)分頻技術(shù)實現(xiàn)頻率合成裝置輸出頻率的高頻率分辨率；滿足現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)備對頻率合成裝置的指標(biāo)要求。

附圖說明

圖1為寬帶低相噪頻率合成裝置的原理框圖；

圖2為5ghz鎖相環(huán)(pll)原理框圖；

圖3為寬帶低相噪頻率合成裝置的偏離載波10khz時，相位噪聲測量結(jié)果示意圖。

其中，1為參考電路，2為鑒相器，3為環(huán)路濾波器，4為第一二選一開關(guān)，5為第一壓控振蕩器，6為第二壓控振蕩器，7為第二二選一開關(guān)，8為定向耦合器，9為小數(shù)分頻器，10為第一二分頻器，11為低通濾波器，12為第三二選一開關(guān)，13為第一混頻器，14為第四二選一開關(guān)，15為第二混頻器，16為第一帶通濾波器，17為第五二選一開關(guān)，18為第二帶通濾波器，19為第二二分頻器，20為二倍頻器，21為第六二選一開關(guān)，22為功分器，23為鎖相環(huán)電路。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明的具體實施方式做進(jìn)一步說明：

如圖1-3所示，一種寬帶低相噪頻率合成裝置，包括相互連接的參考電路1、寬帶信號產(chǎn)生電路、混頻電路、點頻信號發(fā)生電路和小數(shù)分頻電路；

參考電路的信號頻率為100mhz，為頻率合成裝置提供100mhz的參考頻率。

寬帶信號產(chǎn)生電路利用第一壓控振蕩器和第二壓控振蕩器的組合實現(xiàn)6～12ghz的頻率覆蓋，包括相并聯(lián)的第一壓控振蕩器5和第二壓控振蕩器6，第一壓控振蕩器5和第二壓控振蕩器6的一端串聯(lián)有鑒相器2、環(huán)路濾波器3和第一二選一開關(guān)5，另一端串聯(lián)有第二二選一開關(guān)7和定向耦合器8。

小數(shù)分頻電路利用σ-△小數(shù)分頻技術(shù)實現(xiàn)頻率合成裝置輸出頻率的高頻率分辨率和低相位噪聲，包括相串聯(lián)的小數(shù)分頻器9和第一二分頻器10，小數(shù)分頻器9與鑒相器2相連。

混頻電路利用2.5ghz、5ghz、10ghz的點頻信號與6～12ghz的寬帶高頻信號進(jìn)行混頻，實現(xiàn)頻率向下搬移到0.2～3ghz，降低因為倍頻效應(yīng)帶來的相噪惡化，包括依次連接的第三二選一開關(guān)12、第一混頻器13、第四二選一開關(guān)14和第二混頻器15，定向耦合器8與第二混頻器15相連，混頻電路與小數(shù)分頻電路之間通過低通濾波器11相連。

點頻信號發(fā)生電路為混頻電路提供2.5ghz、5ghz、10ghz的低相噪混頻頻率，包括鎖相環(huán)電路23，鎖相環(huán)電路23上連有功分器22，功分器22上連有相并聯(lián)的第一支路和第二支路，第一支路包括相串連的第一帶通濾波器16和第二二分頻器19，第二支路包括相串聯(lián)的第五二選一開關(guān)17、第二帶通濾波器18、二倍頻器20和第六二選一開關(guān)21，第一支路的輸出端與第一混頻器13相連，第二支路的輸出端與第二混頻器15相連。

鎖相環(huán)電路23輸出的信號為5ghz點頻信號，第二二分頻器19輸出信號的頻率為2.5ghz，第一帶通濾波器16的中心頻率為2.5ghz。

二倍頻器20輸出信號的頻率為10ghz，第二帶通濾波器18的中心頻率為10ghz。

第一壓控振蕩器5的輸出頻率范圍為6～9ghz，第二壓控振蕩器6的輸出頻率范圍為9～12ghz。

定向耦合器8的頻率范圍為6～12ghz。

第二混頻器15與定向耦合器8相連的一端輸入頻率范圍為6～12ghz，與點頻信號發(fā)生電路相連的一端輸入頻率為5ghz或10ghz，與第四二選一開關(guān)14相連的一端輸出頻率范圍為0.2～5.2ghz。

第一混頻器13與第四二選一開關(guān)14相連的一端輸入頻率范圍為4.8～5.2ghz，與點頻信號發(fā)生電路相連的一端輸入頻率為2.5ghz，與第三二選一開關(guān)12相連的一端輸出頻率范圍為2.3～2.7ghz。

第一二分頻器10輸入頻率范圍為0.2～3ghz，輸出頻率范圍為0.1～1.5ghz。

小數(shù)分頻器9輸入頻率范圍為0.1～1.5ghz，輸出頻率范圍為0.1ghz。

該寬帶低相噪頻率合成裝置的工作原理為：利用第一壓控振蕩器5和第二壓控振蕩器6實現(xiàn)6～12ghz的寬頻率覆蓋。通過第一二選一開關(guān)4和第二二選一開關(guān)7選擇切換。利用定向耦合器8耦合輸出到混頻器第二混頻器的一個輸入端。

當(dāng)耦合輸出的頻率范圍是6～8ghz或9.8～10.2ghz時，點頻信號發(fā)生電路的鎖相環(huán)電路23(pll)產(chǎn)生的5ghz信號經(jīng)過功分器22、第六二選一開關(guān)21和第五二選一開關(guān)17進(jìn)入到第二混頻器15的另一個輸入端，混頻輸出1～3ghz或4.8～5.2ghz的頻率。

當(dāng)耦合輸出的頻率范圍是8～9.8ghz或10.2～12ghz時，點頻信號發(fā)生電路的鎖相環(huán)電路23(pll)產(chǎn)生的5ghz信號經(jīng)過功分器22、第六二選一開關(guān)21、二倍頻器20、第二帶通濾波器18和第五二選一開關(guān)17進(jìn)入到第二混頻器15的另一個輸入端，混頻輸出0.2～2ghz的頻率。

當(dāng)?shù)诙祛l器15混頻輸出0.2～2ghz或1～3ghz頻率時，通過第四二選一開關(guān)14和第三二選一開關(guān)12選擇切換，經(jīng)過低通濾波器11進(jìn)入第二二分頻器10的輸入端。

當(dāng)?shù)诙祛l器15混頻輸出4.8～5.2ghz頻率時，通過第四二選一開關(guān)14進(jìn)入到第一混頻器13的一個輸入端，點頻信號發(fā)生電路的鎖相環(huán)電路23(pll)產(chǎn)生的5ghz信號經(jīng)過功分器22、第二二分頻器19、第一帶通濾波器16進(jìn)入到第一混頻器13的另一個輸入端，混頻輸出2.3～2.7ghz的頻率經(jīng)過第三二選一開關(guān)12、低通濾波器11進(jìn)入第一二分頻器10的輸入端。

第一二分頻器10輸出的頻率進(jìn)入到小數(shù)分頻器9的輸入端，經(jīng)過小數(shù)分頻后得到0.1ghz頻率進(jìn)入到鑒相器2與參考頻率進(jìn)行鑒相，通過環(huán)路濾波器3濾波后利用第一二選一開關(guān)4驅(qū)動第一壓控振蕩器5或第二壓控振蕩器6產(chǎn)生6～12ghz的寬帶頻率。

當(dāng)然，上述說明并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。