CN103684443A - 高速捷变频标合成方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高速捷变频标合成方法及装置。其中高速捷变频标装置包括多频率发生器、细频模块、粗频选择器和第一混频器。多频率发生器将外部晶振产生的固定频率信号转换为包括第一点频信号和第二点频信号的多点频信号。细频模块电性连接多频率发生器，抽取多频率发生器输出的多个第一点频信号，并将该第一点频信号细分成相应数量的细步进频标信号。粗频选择器电性连接多频率发生器，抽取多频率发生器输出的多个第二点频信号。第一混频器将细步进频标信号和第二点频信号混频处理后输出。粗频选择器可任意选择多个第二点频信号来增加频率带宽，与细步进频标信号混频后可实现宽带细步进的技术效果。

Description

高速捷变频标合成方法及装置

技术领域

本发明涉及频率合成领域，且特别涉及一种高速捷变频标合成方法及装置。

背景技术

高速捷变频率源是现代电子系统的重要组成部分，随着雷达、导航、通讯以及空间电子设备等技术的飞速发展，系统对高速捷变频率源的要求也越来越高。设备能否准确运行，不仅受高速捷变频率源输出的频率带宽的影响，同时还受到相邻两频率值间的频率差（称为步进）的影响。具体而言，当系统所需的频率信号超出高速捷变频率源的带宽范围或刚好落于相邻两频率值之间时，系统将无法或准确运行。因此，如何增加高速捷变频率源的带宽且同时减小相邻两频率值间的步进将越来越受人们的关注。

传统的高速捷变频率源通常采用单独谐波发生器或数字频率合成技术来实现。谐波发生器可产生频率为基波频率整数倍的频率信号，即相邻两谐波间的步进为基波频率值。当基波频率值较小时，谐波发生器输出的步进小同时其带宽也窄；为了增加带宽，需增加输入基波值，这将导致输出的谐波间的步进增大。即采用谐波发生器不可能同时达到既增加带宽且同时减小输出谐波间的步进的技术要求。采用数字频率合成技术，利用数字化技术对波形的幅值以及相位进行量化，并经相位累加器累加后形成不同的频率值。该种方法的优点在于，输出频率的步进取决于累加器的字长，其步进可达到很小。且理论上而言，该种方法其频率带宽很宽，但在实际使用中，由于受相位截断引入的杂散以及模数转换误差的影响，该种方法输出的频率杂散性很大，其输出频率仍只能在窄带宽范围内使用。

传统的高速捷变频率源无法同时实现宽带和细步进的要求，其通用性差。在实际使用时通常需针对不同的设备系统设计特定的高速捷变频率源，在宽带和细步进间择一满足。重复设计高速捷变频率源不仅设计周期长且设计成本高。

发明内容

本发明为了克服现有技术中高速捷变频率源无法同时实现宽带和细步进的要求，提供一种高速捷变频标合成方法及装置。

为了实现上述目的，本发明提供一种高速捷变频标合成方法，包括：

将外部晶振产生的固定频率信号转换为包括第一点频信号和第二点频信号的多点频信号。

抽取多个第一点频信号和多个第二点频信号；

将多个第一点频信号细分成相应数量的细步进频标信号；

将细步进频标信号和第二点频信号混频处理后输出。

上述的高速捷变频标合成方法，其中，多个第一点频信号和相应数量的细步进频标信号以及第二点频信号均为等步进的。

与上述高速捷变频标合成方法相对应，本发明提供一种高速捷变频标装置，包括多频率发生器、细频模块、粗频选择器和第一混频器。多频率发生器将外部晶振产生的固定频率信号转换为包括第一点频信号和第二点频信号的多点频信号。细频模块电性连接多频率发生器，抽取多频率发生器输出的多个第一点频信号，并将该第一点频信号细分成相应数量的细步进频标信号。粗频选择器电性连接多频率发生器，抽取多频率发生器输出的多个第二点频信号。第一混频器将细步进频标信号和第二点频信号混频处理后输出。上述的高速捷变频标装置，其中，细频模块包括细频选择器和第一分频器，细频选择器电性连接于多频率发生器和第一分频器之间。

上述的高速捷变频标装置，其中，细频模块还包括步进调节单元，步进调节单元接收外部晶振产生的固定频率，经细分处理后与第一分频器输出的细步进频标信号相混频后输出。

上述的高速捷变频标装置，其中，步进调节单元包括第二分频器和第二混频器，第二分频器电性连接外部晶振，第二混频器的两个输入端分别电性连接第一分频器和第二分频器的输出端。

上述的高速捷变频标装置，其中，多频率发生器包括谐波发生器，谐波发生器输出等步进的包括第一点频信号和第二点频信号的多点频信号。

上述的高速捷变频标装置，其中，多频率发生器还包括至少一个第三分频器，第三分频器电性连接谐波发生器。

上述的高速捷变频标装置，其中，高速捷变频标装置还包括壳体，壳体经分隔板分割为多个容置空间，多频率发生器、细频模块、粗频选择器以及第一混频器分别设置在不同的容置空间内。

上述的高速捷变频标装置，其中，壳体为镀镍银材料制成，且容置空间之间通过镀银铜线对穿连接。

综上所述，本发明与现有技术相比，具有以下优点：通过设置多频率发生器，其可将晶振产生的固定频率信号转换为等步进的包括第一点频信号和第二点频信号的多点频信号。设置细频模块，其可抽取多频率发生器输出的多个第一点频信号并将其细分成相应数量的细步进频标信号。粗频选择器抽取多频率发生器输出的多个第二点频信号。第一混频器将细频模块输出的细步进频标信号和粗频选择器输出的第二点频信号进行混频处理后输出。粗频选择器可任意选择多个第二点频信号来增加频率带宽，与细步进频标信号混频后可实现宽带细步进的技术效果，大大增加了高速捷变频标装置的通用性，解决了传统频率源重复设计，设计周期长且成本高的缺陷。

此外，通过在细频模块内设置步进调节单元，其可进一步细分细步进频标信号的步进。通过在多频率发生器内设置谐波发生器，其可将外部晶振产生的固定频率信号转换为等步进的包括第一点频信号和第二点频信号的多点频信号，使得细频模块输出的多个细步进频标信号均为等步进的。通过在多频率发生器内设置第三分频器，谐波发生器输出的包括第一点频信号和第二点频信号的多点频信号经分频、混频处理后减小了输出频率的步进，达到进一步细化细步进频标信号的技术效果。通过将多频发生器、细频模块、粗频选择器以及第一混频器分开设置于不同的容置空间内，降低相互间的频率干扰，大大提高了高速捷变频标装置输出频率的频谱纯度。

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1所示为本发明提供的高速捷变频标和成方法的流程图。

图2所示为本发明实施例一提供的高速捷变频标装置的电路图。

图3所示为本发明实施例二提供的高速捷变频标装置的电路图。

图4所示为本发明提供的高速捷变频标装置的壳体的内部结构示意图。

具体实施方式

实施例一

图1所示为本发明提供的高速捷变频标和成方法的流程图。图2所示为本发明实施例一提供的高速捷变频标装置的电路图。图4所示为本发明提供的高速捷变频标装置的壳体的内部结构示意图。请一并参阅图1、图2和图4。

高速捷变频标合成方法，包括：

S101、将外部晶振产生的固定频率信号转换为包括第一点频信号和第二点频信号的多点频信号。

S102、抽取多个第一点频信号和第二点频信号。

S103、将抽取到的多个第一点频信号细分成相应数量的细步进频标信号。

S104、将细步进频标信号和第二点频信号混频处理后输出。

与上述高速捷变频标合成方法相对应的，高速捷变频标装置包括多频率发生器1、细频模块2、粗频选择器3和第一混频器4。多频率发生器1将外部晶振产生的固定频率信号转换为包括第一点频信号和第二点频信号的多点频信号。细频模块2电性连接多频率发生器1，抽取多频率发生器1输出的多个第一点频信号，并将该点频信号细分成多个细步进频标信号。粗频选择器3电性连接多频率发生器1，抽取多频率发生器1输出的多个第二点频信号。第一混频器4接收细频模块2输出的细步进频标信号和粗频选择器3输出的第二点频信号，并将两者混频处理后输出。

于本实施例中，多频率发生器1包括谐波发生器11。谐波发生器11电性连接外部100MHz恒温晶振，将该外部晶振产生的100MHz固定频率信号转换为步进为100MHz的多个等步进的包括第一点频信号和第二点频信号的多点频信号，如600MHz、700MHz、800MHz…2300MHz、2400MHz、2500MHz等。然而，本发明对外部晶振产生的固定频率值不作任何限定。

于本实施例中，细频模块2包括细频选择器21和第一分频器22。细频选择器21选择谐波发生器11输出的多个第一点频信号，并经第一分频器22分频后形成相应数量的细步进频标信号。优选的，细频选择器21为四选一开关滤波器，该四选一开关滤波器包括一个四选一开关和四个带通滤波器；第一分频器22为五分频器。四选一开关滤波器从谐波发生器11中选择600MHz、700MHz、800MHz以及900MHz四个第一点频信号，并经第一分频器22分频为120MHz、140MHz、160MHz以及180MHz四个细步进频标信号。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，细频选择器21可为六选一开关滤波器或八选一开关滤波器，其选择的第一点频信号也可为其它值，第一分频器22也可为四分频器或六分频器。

于本实施例中，粗频选择器3为二选一开关滤波器，二选一开关滤波器从多频率发生器1中抽取2400MHz、2500MHz两个第二点频信号。然而，本发明对此不作任何限定。

于本实施例中，细频模块2还包括步进调节单元23，步进调节单元23接收外部晶振产生的固定频率，经细分处理后与第一分频器22输出的细步进频标信号混频后输出。步进调节单元23包括至少一个第二分频器231和第二混频器232。本实施例中，步进调节单元23包括一个第二分频器231，且第二分频器231为二分频器。然而，本发明对此不作任何限定。第二分频器231接收外部晶振产生的100MHz固定频率值，并将其进行二分频后与第一分频器22输出的120MHz、140MHz、160MHz以及180MHz四个细步进频标信号经第二混频器232混频，形成110MHz、130MHz、150MHz、170MHz和190MHz五个步进为20MHz的细步进频标信号。结合第一分频器22输出的四个细步进频标信号，细频模块2可输出110MHz～190MHz步进为10MHz的细步进频标信号，进一步细化了细步进频标信号。细频模块2输出的110MHz～190MHz步进为10MHz的细步进频标信号与粗频选择器3抽取的2400MHz、2500MHz两个第二点频信号经第一混频器4混频后形成2500MHz～2690MHz步进10MHz的频标信号。

于本实施例中，步进调节单元23还包括功分器233。功分器233输入端电性连接外部晶振，其中一输出端电性连接第二分频器231，另一输出端电性连接细频模块2的输出端。本实施例中，功分器233为二功分器。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，功分器233可为四功分器。功分器233将100MHz的输入信号功分为两路100MHz的频率信号。其中一路接入第二分频器231形成110MHz～190MHz步进为20MHz的五个细步进频标信号，另一路直接输出至细频模块2的输出端，使得细频模块2输出的细步进频标信号为100MHz～190MHz步进为10MHz，扩大了细步进频标信号带宽。

于本实施例中，高速捷变频标装置还包括温度补偿衰减器5，电性连接细频模块2的输出端，温度补偿细频模块2输出的频率信号，可在-40℃～70℃的宽温度范围内保证输出频率的一致性。

于本实施例中，高速捷变频标装置还包括壳体6，壳体6经分隔板分割为多个容置空间61。多频率发生器1、细频模块2、粗频选择器3以及第一混频器4分别设置在不同的容置空间61内。按频率或功能将高速捷变频标装置内的模块分开设置于不同的容置空间61内进行屏蔽保护，降低相互间的频率干扰，大大提高了高速捷变频标装置输出频率的频谱纯度。优选的，壳体6为镀镍银材料制成，且各容置空间61之间通过镀银铜线对穿连接，保证了射频气密性，同时也减小了相互间的频率干扰，进一步提高发射的频谱纯度。

实施例二

如图2所示，本实施例与实施例一及其变化基本相同。区别在于：多频率发生器1还包括至少一个第三分频器12，第三分频器12电性连接谐波发生器11。于本实施例中，第三分频器12的数量为一个，且为二分频器。然而，本发明对此不作任何限定。具体而言，谐波发生器11产生的步进为100MHz的包括第一点频信号和第二点频信号的多点频信号经第三分频器12分频后形成步进为50MHz的点频信号，如600MHz、650MHz、700MHz、750MHz…2300MHz、2350MHz、2400MHz等。选取600MHz～900MHz这七个第一点频信号，经第一分频器22分频为120MHz～180MHz步进为10MHz的七个细步进频标信号。与实施例一相比，本实施例经第一分频器22分频后的细步进频标信号步进更小。即通过增加第三分频器12可达到调节细步进频标信号的步进的技术效果。

综上所述，通过设置多频率发生器1，其可将晶振产生的固定频率信号转换为包括第一点频信号和第二点频信号的多点频信号。设置细频模块2，其可将多频率发生器1输出的多个第一点频信号细分成多个细步进频标信号。粗频选择器3抽取多频率发生器1输出的多个第二点频信号。第一混频器4将细频模块2输出的细步进频标信号和粗频选择器3输出的第二点频信号进行混频处理后输出。粗频选择器3可任意选择多个第二点频信号来增加频率带宽，与细步进频标信号混频后可实现宽带细步进的要求，大大增加了高速捷变频标装置的通用性，解决了传统频率源重复设计，设计周期长且成本高的缺陷。

此外，通过在细频模块2内设置步进调节单元23，其可进一步细分细步进频标信号的步进。通过在多频率发生器1内设置谐波发生器11，其可将外部晶振产生的固定频率信号转换为等步进的包括第一点频信号和第二点频信号的点频信号，使得细频模块2输出的多个细步进频标信号均为等步进的。通过在多频率发生器1内设置第三分频器12，谐波发生器11输出的包括第一点频信号和第二点频信号的多点频信号经分频、混频处理后减小了输出频率的步进，达到进一步细化细步进频标信号的技术效果。通过将多频发生器1、细频模块2、粗频选择器3以及第一混频器4分开设置于不同的容置空间61内，降低相互间的频率干扰，大大提高了高速捷变频标装置输出频率的频谱纯度。

虽然本发明已由较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟知此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所要求保护的范围为准。

Claims (10)

1.一种高速捷变频标合成方法，其特征在于，包括：

将外部晶振产生的固定频率信号转换为包括第一点频信号和第二点频信号的多点频信号；

抽取多个第一点频信号和多个第二点频信号；

将多个第一点频信号细分成相应数量的细步进频标信号；

将细步进频标信号和第二点频信号混频处理后输出。

2.根据权利要求1所述的高速捷变频标合成方法，其特征在于，所述多个第一点频信号和相应数量的细步进频标信号以及第二点频信号均为等步进的。

3.一种高速捷变频标装置，其特征在于，包括：

多频率发生器，将外部晶振产生的固定频率信号转换为包括第一点频信号和第二点频信号的多点频信号；

细频模块，电性连接所述多频率发生器，抽取所述多频率发生器输出的多个第一点频信号，并将该第一点频信号细分成相应数量的细步进频标信号；

粗频选择器，电性连接多频率发生器，抽取多频率发生器输出的多个第二点频信号；

第一混频器，将细步进频标信号和第二点频信号混频处理后输出。

4.根据权利要求3所述的高速捷变频标装置，其特征在于，所述细频模块包括细频选择器和第一分频器，所述细频选择器电性连接于所述多频率发生器和第一分频器之间。

5.根据权利要求4所述的高速捷变频标装置，其特征在于，所述细频模块还包括步进调节单元，所述步进调节单元接收外部晶振产生的固定频率，经细分处理后与所述第一分频器输出的细步进频标信号混频后输出。

6.根据权利要求5所述的高速捷变频标装置，其特征在于，所述步进调节单元包括至少一个第二分频器和第二混频器，所述第二分频器电性连接外部晶振，第二混频器的两个输入端分别电性连接所述第一分频器和第二分频器的输出端。

7.根据权利要求3所述的高速捷变频标装置，其特征在于，所述多频率发生器包括谐波发生器，所述谐波发生器输出等步进的包括第一点频信号和第二点频信号的多点频信号。

8.根据权利要求7所述的高速捷变频标装置，其特征在于，所述多频率发生器还包括至少一个第三分频器，所述第三分频器电性连接所述谐波发生器。

9.根据权利要求3所述的高速捷变频标装置，其特征在于，所述高速捷变频标装置还包括壳体，所述壳体经分隔板分割为多个容置空间，所述多频率发生器、细频模块、粗频选择器以及第一混频器分别设置在不同的容置空间内。

10.根据权利要求9所述的高速捷变频标装置，其特征在于，所述壳体为镀镍银材料制成，且所述容置空间之间通过镀银铜线对穿连接。

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