CN201571043U

CN201571043U - 一种宽频带快跳频小步进频率合成器

Info

Publication number: CN201571043U
Application number: CN2009202436804U
Authority: CN
Inventors: 刘永智; 徐浪平; 黄俊淮
Original assignee: CHENGDU LIANBANG MICROWAVE COMMUNICATION ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: CHENGDU LIANBANG MICROWAVE COMMUNICATION ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2009-12-02
Filing date: 2009-12-02
Publication date: 2010-09-01
Anticipated expiration: 2019-12-02

Abstract

本实用新型公开了一种宽频带快跳频小步进频率合成器，属于微波通讯及电子对抗领域，解决了现有技术中电路结构复杂、成本高、可靠性差的问题。该宽频带快跳频小步进频率合成器包括基准源模块、低频段频率合成模块、第一变频模块、第二变频模块和第三变频模块，基准源模块分别与低频段频率合成模块、第一变频模块、第二变频模块连接，低频段频率合成模块、第一变频模块、第二变频模块、第三变频模块依次连接。本实用新型电路结构简单，产品体积小，成本低，具有很高的实用及推广价值。

Description

一种宽频带快跳频小步进频率合成器

技术领域

本实用新型涉及一种频率合成器，具体地说，是涉及一种宽频带快跳频小步进频率合成器。

背景技术

宽频带快跳频小步进频率合成器，在微波通讯及电子对抗领域中具有极其重要的作用。迄今为止，国内宽带频率合成器设计方案虽然很多，但这些方案都不能很好的兼顾快跳频和小步进技术指标，即使勉强做好这些指标，其方案的复杂程度、最终产品的成本和体积也难以接受，因为这种产品在工程实现上较为困难。而最近国外出现的宽频带快跳频小步进频率合成器，在现有技术条件和实现工艺上都存在很大的风险。结合现有的技术条件和实现工艺，直接数字频率合成技术和集成工艺的成熟，为研制宽频带快跳频小步进频率合成器提供了有力的技术保障。通过采用直接数字与直接模拟相结合的混合合成方案，使得克服以往方案电路结构复杂、成本偏高、可靠性差等缺点成为了可能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种宽频带快跳频小步进频率合成器，解决现有技术中存在的问题，在简化频率合成器的结构的同时，提高合成器的可靠性，降低生产成本。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种宽频带快跳频小步进频率合成器，其特征在于，包括基准源模块、低频段频率合成模块、第一变频模块、第二变频模块和第三变频模块，基准源模块分别与低频段频率合成模块、第一变频模块、第二变频模块连接，低频段频率合成模块、第一变频模块、第二变频模块、第三变频模块依次连接。

所述基准源模块包括恒温晶振、第一耦合器、第二耦合器、功分器、十倍频器、第一滤波器、第一放大器、第二放大器，所述恒温晶振、第一耦合器、功分器、十倍频器、第一滤波器依次连接，所述第一放大器与功分器连接，第二放大器通过第二耦合器与第一耦合器连接。

所述低频段频率合成模块包括依次连接的直接数字合成器、第一开关滤波组件、第一混频器、第二开关滤波组件，以及依次连接的第一谐波发生器、第一高通滤波器、第三开关滤波组件，所述直接数字合成器还与第一滤波器连接，所述第一谐波发生器还与第一放大器连接，所述第三开关滤波组件还与第一混频器连接。

所述第一变频模块包括依次连接的五倍频器、第二滤波器、第三放大器、第二谐波发生器、第二高通滤波器、第四开关滤波组件、第二混频器、第五开关滤波组件，所述五倍频器还与第二耦合器连接，所述第二混频器还与第二开关滤波组件连接。

所述第二变频模块包括依次连接的二倍频器、第三滤波器、第五放大器、第一十倍频器、第四滤波器，以及依次连接的第四放大器、第三混频器、第六开关滤波组件、第二单刀双掷开关、第三单刀双掷开关，和分别与第五开关滤波组件、第三混频器、第二单刀双掷开关连接的第一单刀双掷开关。

所述第三变频模块包括依次连接的第三耦合器、第六放大器、第三谐波发生器、第七开关滤波组件、第四混频器、第八开关滤波组件、第四单刀双掷开关，所述第三耦合器还分别与第四滤波器、第四放大器连接，所述第四混频器、第四单刀双掷开关还分别与第三单刀双掷开关连接。

本实用新型主要分为五大部分：基准源模块为整个频率合成器提供高稳定度、低相位噪声的参考基准源；低频段频率合成模块采用直接数字与直接模拟相结合的合成方式，在保证小步进的基础上实现快速跳频；在此基础上，进行三次变频，第一次变频将低频段频率合成模块进行频率扩展，第二次变频对第一次变频后的缺失频段进行补齐，第三次变频用于完成低端频率扩展。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点及有益效果：

(1)由于本实用新型采用直接数字与直接模拟相结合的合成方式，在保证快速跳频的基础上实现了小步进并且可调，为实际应用提供了方便，因此本实用新型的频率步进可以根据实际需要改变，具有很强的灵活性。

(2)本实用新型在混频时选取上下边带，既实现了频率扩展功能，简化了电路结构和空间布局，又节省了宝贵的空间资源，使得方案的实现难度大大降低，而且产品成本也降到了最低。

本实用新型主要用于微波通讯及电子对抗领域，具有很高的实用及推广价值。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，一种宽频带快跳频小步进频率合成器，包括为整个产品提供高稳定度、低相位噪声基准源的基准源模块，用于产生小步进快跳频的低频段频率合成模块，以及完成三次变频的第一变频模块、第二变频模块和第三变频模块；基准源模块分别与低频段频率合成模块、第一变频模块、第二变频模块连接，低频段频率合成模块、第一变频模块、第二变频模块、第三变频模块依次连接。

所述低频段频率合成模块包括依次连接的直接数字合成器、第一开关滤波组件、第一混频器、第二开关滤波组件，以及依次连接的第一谐波发生器、第一高通滤波器、第三开关滤波组件，所述直接数字合成器还与第一滤波器连接，所述第一谐波发生器还与第一放大器连接，所述第三开关滤波组件还与第一混频器连接。其中，直接数字合成器提供的小频率步进带宽，通过混频方式来填充第一谐波发生器产生的大频率步进带宽，从而实现所需频段的小步进输出。

所述第一变频模块包括依次连接的五倍频器、第二滤波器、第三放大器、第二谐波发生器、第二高通滤波器、第四开关滤波组件、第二混频器、第五开关滤波组件，所述五倍频器还与第二耦合器连接，所述第二混频器还与第二开关滤波组件连接。第一变频模块应当保证合适的混频比，并且选取混频后的上下边带，从而减少所需的频标数量。

所述第二变频模块包括依次连接的二倍频器、第三滤波器、第五放大器、第一十倍频器、第四滤波器，以及依次连接的第四放大器、第三混频器、第六开关滤波组件、第二单刀双掷开关、第三单刀双掷开关，和分别与第五开关滤波组件、第三混频器、第二单刀双掷开关连接的第一单刀双掷开关。第二次变频模块主要是将第一次变频后的缺失频段补齐，在保证合适的混频比后选取上下边带，从而减少所需的频标数量。

所述第三变频模块包括依次连接的第三耦合器、第六放大器、第三谐波发生器、第七开关滤波组件、第四混频器、第八开关滤波组件、第四单刀双掷开关，所述第三耦合器还分别与第四滤波器、第四放大器连接，所述第四混频器、第四单刀双掷开关还分别与第三单刀双掷开关连接。第三变频模块主要是实现低端频率扩展，选取高频标可以有效的减少交互调分量。

本实用新型先在低频段进行频率合成，然后通过多个频标采用三次变频的方式将频率搬移至宽频带。其中，低频段频率合成模块利用直接数字合成器来提供小频率步进带宽，然后通过混频方式来填充第一谐波发生器产生的大频率步进带宽，从而覆盖输出频段；三次变频是将低频段合成好的信号变频扩展至最终输出频段从而实现宽频带。在本实用新型中，低频段频率合成模块虽然可通过外部数字接口控制实现极小步进输出，但由于其输出频率较低，所以需要通过混频方式进行扩展。在设计过程中，应当注意直接数字合成器的固有杂散问题，本实用新型将直接数字合成器的输出通过开关滤波进行有效的杂散抑制。

对于快速跳频，其跳频时间由频率代码处理时间、直接数字合成器响应时间和模拟开关切换时间构成，控制芯片采用现有的高速FPGA芯片，数据处理时间约为400nS，而直接数字合成器响应时间和模拟开关切换时间在同一时段完成，时间小于200nS。通过上述方案，最终实现纳秒级的快速跳频指标。

根据上述方案，本实用新型不仅在保证快速跳频的基础上实现了小步进并且可调，而且电路结构和空间布局达到简化，产品体积大大减小，产品成本大大降低，从根本上实现了本实用新型的预定目的。

Claims

1.一种宽频带快跳频小步进频率合成器，其特征在于，包括基准源模块、低频段频率合成模块、第一变频模块、第二变频模块和第三变频模块，基准源模块分别与低频段频率合成模块、第一变频模块、第二变频模块连接，低频段频率合成模块、第一变频模块、第二变频模块、第三变频模块依次连接。

2.根据权利要求1所述的宽频带快跳频小步进频率合成器，其特征在于，所述基准源模块包括恒温晶振、第一耦合器、第二耦合器、功分器、十倍频器、第一滤波器、第一放大器、第二放大器，所述恒温晶振、第一耦合器、功分器、十倍频器、第一滤波器依次连接，所述第一放大器与功分器连接，第二放大器通过第二耦合器与第一耦合器连接。

3.根据权利要求2所述的宽频带快跳频小步进频率合成器，其特征在于，所述低频段频率合成模块包括依次连接的直接数字合成器、第一开关滤波组件、第一混频器、第二开关滤波组件，以及依次连接的第一谐波发生器、第一高通滤波器、第三开关滤波组件，所述直接数字合成器还与第一滤波器连接，所述第一谐波发生器还与第一放大器连接，所述第三开关滤波组件还与第一混频器连接。

4.根据权利要求3所述的宽频带快跳频小步进频率合成器，其特征在于，所述第一变频模块包括依次连接的五倍频器、第二滤波器、第三放大器、第二谐波发生器、第二高通滤波器、第四开关滤波组件、第二混频器、第五开关滤波组件，所述五倍频器还与第二耦合器连接，所述第二混频器还与第二开关滤波组件连接。

5.根据权利要求4所述的宽频带快跳频小步进频率合成器，其特征在于，所述第二变频模块包括依次连接的二倍频器、第三滤波器、第五放大器、第一十倍频器、第四滤波器，以及依次连接的第四放大器、第三混频器、第六开关滤波组件、第二单刀双掷开关、第三单刀双掷开关，和分别与第五开关滤波组件、第三混频器、第二单刀双掷开关连接的第一单刀双掷开关。

6.根据权利要求5所述的宽频带快跳频小步进频率合成器，其特征在于，所述第三变频模块包括依次连接的第三耦合器、第六放大器、第三谐波发生器、第七开关滤波组件、第四混频器、第八开关滤波组件、第四单刀双掷开关，所述第三耦合器还分别与第四滤波器、第四放大器连接，所述第四混频器、第四单刀双掷开关还分别与第三单刀双掷开关连接。