CN101834620B - 带锁相环本振电路的宽带接收机 - Google Patents

Abstract

本发明的带锁相环本振电路的宽带接收机，涉及电子通信领域，旨在解决传统接收机在线性度、动态范围、灵敏度、抗干扰能力、适应性等方面不能满足本行业日趋苛刻的指标要求等技术问题。本发明的宽带接收机带有锁相环本振电路，由电源、本振模块、接收通道和数控部分构成，前述电源、本振模块、接收通道和数控部分分装在独立腔体内。本发明适用于宽带接收机的设计。

Description

带锁相环本振电路的宽带接收机

技术领域

本发明涉及电子通信领域，特别是一种用于雷达系统、侦测系统及电子对抗领域的宽带接收机。

背景技术

通用接收机在军用上可以用作频率监测，敌台信号监听和检测，可用于敌我识别系统中。在现代战争中国内外已广泛使用高性能，高集成度的宽频带通用接收机。在民用上，可广泛应用在民用航空、航天、海事通信、科考勘查等方面。

现代通用接收机在设计和实现上越来越趋向高性能、高集成度方向发展。在性能上，现代通用接收机主要是向高线性、大动态范围、高灵敏度、高分辨率等方面发展。随着现代调制体制的快速发展，且无线频谱的拥挤程度日益加剧，对接收机的线性度、动态范围、灵敏度、抗干扰能力、适应性等方面的性能和指标提出了越来越苛刻的要求。这就要求现代通用接收机在保证信号检测能力（即极高的灵敏度）的前提下，尽可能的提高接收机的线性度，使信号失真最小、误码率最低：尽可能的展宽接收机的动态范围，使接收机的适应度更大、抗干扰能力更强。

综述之，现有通用接收机主要存在如下方面的不足：

1．线性度低、动态范围不足；

2．信号检测能力差；

3．信号失真较大、误码率较高；

4．动态范围较窄、抗干扰能力较差。

发明内容

本发明旨在解决传统接收机在线性度、动态范围、灵敏度、抗干扰能力、适应性等方面不能满足本行业日趋苛刻的指标要求等技术问题，以提供一种高线性、大动态范围、高灵敏度、高分辨率、信号失真小、误码率低、适应度更大、抗干扰能力更强的带锁相环本振电路的宽带接收机。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明的带锁相环本振电路的宽带接收机，由电源、本振模块、接收通道和数控部分构成，数控衰减器一2的输入端连接射频信号源1，其输出端连接一选二开关一3的输入端，开关一3的一个输出端连接直通一4的输入端，其另一个输出端连接放大器一5的输入端，直通一4和放大器一5的输出端均连接至一选二开关二6的输入端，开关二6的输出端与一选二开关三7的输入端相连接，开关三7的两个输出端分别与两个一选六开关四8和开关五9的输入端相连接，开关四8的6个输出端分别串接6个预选滤波器后与一选六开关六14的6个输入端相连接，开关五9的6个输出端分别串接6个预选滤波器后与一选六开关七15的6个输入端相连接，开关六14和开关七15的输出端均与一选二开关八16的输入端相连接，开关八16的输出端与一选二开关九17的输入端相连接，开关九17的输出端其中一路串接直通二18后与一选二开关十20的输入端相连接，另一路串接放大器二19后与开关十20的输入端相连接，开关十20的输出端与第一混频器21的一个输入端相连接；本振一22由晶振52、四倍频器60、直接数字频率合成器61、鉴相器62、压控振荡器63、二倍频器64和分频器65构成，其中晶振52、四倍频器60、直接数字频率合成器61、鉴相器62、压控振荡器63、二倍频器64顺次串接，分频器65的输入端与压控振荡器63的一个输出端相连，其输出端与鉴相器62的一个输入端相连，二倍频器64的输出端与第一混频器21的另一个输入端相连接；第一混频器21的输出端串接腔体滤波器23后与放大器三24的输入端相连接，放大器三24的输出端、本振二26的输出端与第二混频器25的输入端相连接；第二混频器25的输出端串接LC滤波器一27、放大器四28、两级数控衰减器29、30后与放大器五31的输入端相连接，放大器五31的输出端、本振三33的输出端与第三混频器32的输入端相连接；第三混频器32的输出端串接LC滤波器二34、放大器六35、数控衰减器四36、放大器七37后与一选六开关十一38的输入端相连接，开关十一38的6个输出端分别串接6个预选滤波器后与一选六开关十二41的6个输入端相连接，开关十二41的输出端串接放大器八42、放大器九43后输出最终信号44。

本发明的带锁相环本振电路的宽带接收机，其中所述的本振一22为锁相环路，晶振52为100 MHz；直接数字频率合成器61为AD9910，其输出频率为50MHz；鉴相器62为HMC440；分频器65为AD9858，其输出频率为4MHz步进；二倍频器64的输出信号为3544～6524MHz。

本发明的带锁相环本振电路的宽带接收机，其中所述的本振二26输出信号为3200MHz。

本发明的带锁相环本振电路的宽带接收机，其中所述的本振三33输出信号为394～390MHz。

本发明的带锁相环本振电路的宽带接收机，其中所述的电源、本振模块、接收通道和数控部分分装在独立腔体内。

本发明的带锁相环本振电路的宽带接收机，其中所述的独立腔体顶部均设有独立盖板，其它腔体与前述独立腔体之上另设有一块封装顶板。

本发明带锁相环本振电路的宽带接收机的有益效果：

1．综合运用数字信号处理技术、射频通道设计技术、频率源设计技术和腔体结构设计技术，采用了大规模集成电路减少了器件，提高了产品可靠性；

2．实现了超宽带接收；

3．高线性、大动态范围；

4．高灵敏度、高分辨率、信号失真小、误码率低；

5．适应度更大、抗干扰能力更强；

6．体积小。

附图说明

图1 本发明的电路原理图

图1 本发明本振一的电路原理图

图中标号说明：1 射频信号源、2 数控衰减器一、3 开关一、4直通一、5 放大器一、6 开关二、7 开关三、8 开关四、9 开关五、10 预选滤波器一、11 预选滤波器二、12 预选滤波器三、13预选滤波器四、14 开关六、15 开关七、16 开关八、17 开关九、18 直通二、19 放大器二、20 开关十、21 第一混频器、22本振一、23 腔体滤波器、24 放大器三、25 第二混频器、26本振二、27 LC滤波器一、28 放大器四、29 数控衰减器二、30数控衰减器三、31 放大器五、32 第三混频器、33 本振三、34LC滤波器二、35 放大器六、36 数控衰减器四、37 放大器七、38开关十一、39 预选滤波器五、40 预选滤波器六、41 开关十二、42 放大器八、43 放大器九、44 最终信号、52 晶振、60 四倍频器、61 直接数字频率合成器、62 鉴相器、63 压控振荡器、64 二倍频器、65 分频器

具体实施方式

本发明详细结构、应用原理、作用与功效，参照附图1-2，通过如下实施方式予以说明。

参阅图1-2所示，本发明的带锁相环本振电路的宽带接收机，由电源、本振模块、接收通道和数控部分构成，数控衰减器一2的输入端连接射频信号源1，其输出端连接一选二开关一3的输入端，开关一3的一个输出端连接直通一4的输入端，其另一个输出端连接放大器一5的输入端，直通一4和放大器一5的输出端均连接至一选二开关二6的输入端，开关二6的输出端与一选二开关三7的输入端相连接，开关三7的两个输出端分别与两个一选六开关四8和开关五9的输入端相连接，开关四8的6个输出端分别串接6个预选滤波器后与一选六开关六14的6个输入端相连接，开关五9的6个输出端分别串接6个预选滤波器后与一选六开关七15的6个输入端相连接，开关六14和开关七15的输出端均与一选二开关八16的输入端相连接。

开关八16的输出端与一选二开关九17的输入端相连接，开关九17的输出端其中一路串接直通二18后与一选二开关十20的输入端相连接，另一路串接放大器二19后与开关十20的输入端相连接，开关十20的输出端与第一混频器21的一个输入端相连接。

本振一22由晶振52、四倍频器60、直接数字频率合成器61、鉴相器62、压控振荡器63、二倍频器64和分频器65构成，其中晶振52、四倍频器60、直接数字频率合成器61、鉴相器62、压控振荡器63、二倍频器64顺次串接，分频器65的输入端与压控振荡器63的一个输出端相连，其输出端与鉴相器62的一个输入端相连，二倍频器64的输出端与第一混频器21的另一个输入端相连接。

第一混频器21的输出端串接腔体滤波器23后与放大器三24的输入端相连接，放大器三24的输出端、本振二26的输出端与第二混频器25的输入端相连接，本振二26信号为3200MHz的点频信号，对应的二中频信号为320～324MHz。

第二混频器25的输出端串接LC滤波器一27、放大器四28、两级数控衰减器29、30后与放大器五31的输入端相连接，放大器五31的输出端、本振三33的输出端与第三混频器32的输入端相连接，本振三33信号为394～390MHz，对应的三中频信号为70MHz。

第三混频器32的输出端串接LC滤波器二34、放大器六35、数控衰减器四36、放大器七37后与一选六开关十一38的输入端相连接，开关十一38的6个输出端分别串接6个预选滤波器后与一选六开关十二41的6个输入端相连接，即进入中频输出带宽选择，经带宽选择后的信号由开关十二41的输出端串接放大器八42、放大器九43后输出最终信号44。

本带锁相环本振电路的宽带接收机采用三级超外差结构，由三个相关本振实现接收频率的下变频，其中本振一22是由一个HMC440为鉴相器62的锁相环路实现的；100MHz晶振52经过4倍频后作为直接数字频率合成器61（即AD9910）的参考，AD9910输出固定的50MHz频率作为鉴相器62（即HMC440）的参考，锁相环路输出频率为1772～3262MHz，考虑整体相噪、杂散、器件自身指标，在回环中加入了AD9858作为分频器65，输出频率为4MHz步进，这样全频段的杂散指标非常好；锁定的频率2倍频后输出频率为3.544～6.524MHz。

本振二26是3200MHz的点频，直接用100MHz参考输入，50MHz鉴相，ADF4106作为鉴相器。

本振三33采用细步进源，实现系统的1kHz的步进，鉴相器采用MAX2150，杂散相噪指标非常好，但是它要求输出频率在700MHz以上，所以我们锁定的频率为1560-1576MHz，经过4分频后输出390-394MHz，1kHz步进的频率源。

为减少电磁干扰，本带锁相环本振电路的宽带接收机的结构方面采用屏蔽设计，即将电源、本振模块、接收通道、数字控制部分等的设计尽量相互隔开，制作在不同的PCB上，分装在腔体的各个小腔体里。使整个高频部分与低频部分完全分开，这样可以避免各功能电路相互干扰，各个小腔体单独用小盖板进行屏蔽，上面再加一块大盖板屏蔽达到较好的效果。

由上可见，本发明的带锁相环本振电路的宽带接收机，综合运用数字信号处理技术、射频通道设计技术、频率源设计技术和腔体结构设计技术，采用了大规模集成电路减少了器件，提高了产品可靠性，实现了超宽带接收，具有高线性、大动态范围、高灵敏度、高分辨率、信号失真小、误码率低，以及适应度更大、抗干扰能力更强、体积小等诸多优点。

Claims (6)

1.带锁相环本振电路的宽带接收机，其特征在于：由电源、本振模块、接收通道和数控部分构成，数控衰减器一（2）的输入端连接射频信号源（1），其输出端连接一选二开关一HMC349MS8G（3）的输入端，开关一HMC349MS8G（3）的一个输出端连接直通一（4）的输入端，其另一个输出端连接放大器一（5）的输入端，直通一（4）和放大器一（5）的输出端均连接至一选二开关二HMC349MS8G（6）的输入端，开关二HMC349MS8G（6）的输出端与一选二开关三HMC349MS8G（7）的输入端相连接，开关三HMC349MS8G（7）的两个输出端分别与两个一选六开关四HMC252QS24（8）和开关五HMC252QS24（9）的输入端相连接，开关四HMC252QS24（8）的6个输出端分别串接6个预选滤波器后与一选六开关六HMC252QS24（14）的6个输入端相连接，开关五HMC252QS24（9）的6个输出端分别串接6个预选滤波器后与一选六开关七HMC252QS24（15）的6个输入端相连接，开关六HMC252QS24（14）和开关七HMC252QS24（15）的输出端均与一选二开关八HMC349MS8G（16）的输入端相连接，开关八HMC349MS8G（16）的输出端与一选二开关九HMC349MS8G（17）的输入端相连接，开关九HMC349MS8G（17）的输出端其中一路串接直通二（18）后与一选二开关十HMC349MS8G（20）的输入端相连接，另一路串接放大器二（19）后与开关十HMC349MS8G（20）的输入端相连接，开关十HMC349MS8G（20）的输出端与第一混频器（21）的一个输入端相连接；本振一（22）由晶振（52）、四倍频器（60）、直接数字频率合成器（61）、鉴相器（62）、压控振荡器（63）、二倍频器（64）和分频器（65）构成，其中晶振（52）、四倍频器（60）、直接数字频率合成器（61）、鉴相器（62）、压控振荡器（63）、二倍频器（64）顺次串接，分频器（65）的输入端与压控振荡器（63）的一个输出端相连，其输出端与鉴相器（62）的一个输入端相连，二倍频器（64）的输出端与第一混频器（21）的另一个输入端相连接；第一混频器（21）的输出端串接腔体滤波器（23）后与放大器三（24）的输入端相连接，放大器三（24）的输出端、本振二（26）的输出端与第二混频器（25）的输入端相连接；第二混频器（25）的输出端串接LC滤波器一（27）、放大器四（28）、两级数控衰减器（29、30）后与放大器五（31）的输入端相连接，放大器五（31）的输出端、本振三（33）的输出端与第三混频器（32）的输入端相连接；第三混频器（32）的输出端串接LC滤波器二（34）、放大器六（35）、数控衰减器四（36）、放大器七（37）后与一选六开关十一HMC252QS24（38）的输入端相连接，开关十一HMC252QS24（38）的6个输出端分别串接6个预选滤波器后与一选六开关十二HMC252QS24（41）的6个输入端相连接，开关十二HMC252QS24（41）的输出端串接放大器八（42）、放大器九（43）后输出最终信号（44）。

2.如权利要求1所述带锁相环本振电路的宽带接收机，其特征在于：所述的本振一（22）为锁相环路，晶振（52）为100 MHz；直接数字频率合成器（61）为AD9910，其输出频率为50MHz；鉴相器（62）为HMC440；分频器（65）为AD9858，其输出频率为4MHz步进；二倍频器（64）的输出信号为3544～6524MHz。

3.如权利要求1所述带锁相环本振电路的宽带接收机，其特征在于：所述的本振二（26）输出信号为3200MHz。

4.如权利要求1所述带锁相环本振电路的宽带接收机，其特征在于：所述的本振三（33）输出信号为394～390MHz。

5.如权利要求1所述带锁相环本振电路的宽带接收机，其特征在于：所述的电源、本振模块、接收通道和数控部分分装在独立腔体内。

6.如权利要求5所述带锁相环本振电路的宽带接收机，其特征在于：所述的独立腔体顶部均设有独立盖板，其它腔体与前述独立腔体之上另设有一块封装顶板。

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