CN202206371U - 一种c波段低相位噪声频率综合发生器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种C波段低相位噪声宽频率捷变的频率综合发生器，包括100MHz恒温晶振、功分器、三倍频器、P波段锁相环、C波段取样锁相介质振荡器、混频器、滤波器、可编程逻辑器、数字频率直接合成器和分频器，合理利用了数字频率合成器(DDS)容易产生雷达发射波形、数字锁相环电路简单频率变化方便、取样锁相介质振荡器远端相位噪声标优异的特点，又互相弥补了各自不足之处。电路结构简单、相位噪声优秀，既能方便的改变雷达波形，又能快速的进行频率捷变。

Description

一种C波段低相位噪声频率综合发生器
技术领域
本实用新型涉及低相位噪声频率综合发生器，特别是一种C波段低相位噪声频率综合发生器。
背景技术
频率综合发生器是雷达的核心部件，它产生雷达所需的各种频率成份，频率综合发生器的指标也是雷达的关键性指标。频率综合发生器的相位噪声直接影响到雷达的检测灵敏度；短期稳定度直接影响雷达的改善因子。由于雷达电子对抗功能需要频率可变，就要求频率综合发生器输出的发射信号在比较宽的带宽内工作，既要保证发射信号的低相位噪声，又要在一定范围内进行频率捷变，两者兼顾是一件非常困难的事情。
发明内容
本实用新型的目的在于，提供一种C波段低相位噪声宽频率捷变的频率综合发生器，它既有良好的相位噪声特性，又可在比较宽的带宽内进行频率捷变。
为了实现上述任务，本实用新型采取如下的技术解决方案：
一种C波段低相位噪声宽频率捷变的频率综合发生器，其特征在于，包括100MHz恒温晶振、功分器、三倍频器、P波段锁相环、C波段取样锁相介质振荡器、混频器、滤波器、可编程逻辑器、数字频率直接合成器和分频器；
100MHz恒温晶振用于提供基准时钟，经过功分器分为5路100MHz信号，一路直接输出100MHz相参信号供雷达其它部分使用，一路给可编程逻辑器件提供时钟，一路送入三倍频器，另外两路分别为P波段锁相环和C波段取样锁相介质振荡器提供参考时钟；可编程逻辑器起到时序控制及P波段锁相环和数字频率合成器的寄存器配置地址，控制频率变化的作用；
100MHz信号经过三倍频器输出300MHz信号，再经过功分器分为三路信号，分别为信号f2、信号f2’和300MHz信号f2”；
信号f2’为数字频率直接合成器提供时钟，数字频率直接合成器输出雷达的基本波形信号f1，基本波形信号f1与信号f2经混频、滤波后，接着与P波段锁相环产生的频率信号f3经混频、滤波后再与C波段取样锁相介质振荡器产生的频率信号f4混频，经滤波器后通过功分器得到发射信号f和f’，即发射信号f＝f1+f2+f3+f4；
300MHz信号f2”经过分频器产生频率f5，频率f5经滤波器后，在混频器中与发射信号f’混频，得到本振信号fLO，即fLO＝f’+f5。
本实用新型的C波段低相位噪声宽频率捷变的频率综合发生器的特点是：即合理利用了数字频率合成器(DDS)容易产生雷达发射波形、数字锁相环电路简单频率变化方便、取样锁相介质振荡器远端相位噪声标优异的特点，又互相弥补了各自不足之处。电路结构简单、相位噪声优秀，既能方便的改变雷达波形，又能快速的进行频率捷变。
附图说明
图1为C波段低相位噪声频率综合发生器原理框图；
图2为数字锁相环的原理框图。
图3是C波段低相位噪声宽频率捷变的频率综合发生器的原理框图。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
具体实施方式
参见图3，本实施例给出一种C波段低相位噪声宽频率捷变的频率综合发生器的实现例子，包括100MHz恒温晶振、功分器、三倍频器、P波段锁相环、C波段取样锁相介质振荡器、混频器、滤波器、可编程逻辑器件、数字频率合成器(DDS)、分频器等组成。
100MHz恒温晶振用于提供基准时钟信号，经过功分器分为五路100MHz信号，第一路直接输出100MHz相参基准信号供雷达其它部分使用，第二路给可编程逻辑器提供时钟，第三路送入三倍频器，第四路和第五路分别提供P波段锁相环和C波段取样锁相介质振荡器作为参考时钟；
可编程逻辑器件用于输出时序控制信号，以及对P波段锁相环和数字频率合成器中的寄存器进行地址配置，控制频率变化；
发射信号f产生过程如下：
100MHz信号经过三倍频器输出300MHz信号，再经过功分器分为三路信号，分别为f2、f2’和f2”；其中，f2’为数字频率合成器(DDS)提供时钟。数字频率合成器(DDS)输出雷达发射信号的基本波形f1，f1与f2经混频滤波进行上变频，接着与P波段锁相环产生的信号f3经混频滤波上变频，再与C波段取样锁相介质振荡器产生的信号f4经混频滤波上变频，最后通过功分器得到发射信号f和f’。f＝f1+f2+f3+f4。
本振信号fLO产生过程如下：
300MHz信号f2”经过分频器滤波器产生信号f5，f5与发射信号f’上混频得到本振信号fLO，即fLO＝f’+f5。
频率综合发生器所有时钟信号都来至100MHz恒温晶振，输出的信号均相参。数字频率合成器(DDS)输出的雷达基本波形频率f1控制在f2×20％内，有效的降低了杂散信号，保证了良好的相位噪声。P波段锁相环频率范围控制在100MHz×8～11倍之间，即保证了相位噪声满足系统指标要求，又可通过可编程逻辑器件控制锁相环，使频率快速变化。
本实用新型的C波段低相位噪声宽频率捷变的频率综合发生器的基本原理请参考图1，是利用数字直接频率合成(DDS)产生需要的雷达波形基波频率f1，与300MHz时钟信号f2上变频，接着与频率可捷变的P波段数字锁相环产生的频率f3上混频，最后与C波段的取样锁相介质振荡器产生的频率f4上混频，最终得到雷达发射需要的频率f。
传统的倍频链方式产生的微波信号，优点是近端相位噪声比较优良；缺点是远端的相位噪声指标很难达到系统指标的要求，如果要进行频率捷变必须使用开关滤波器组，电路复杂、结构体积庞大。
用数字锁相环直接产生微波信号，优点是电路简单；缺点是随着频率的升高相位噪声恶化严重。锁相环框图请参考图2。由于锁相环基于数字电路，相位检波器的噪声指标比较差，根据倍频次数N与相位噪声恶化存在关系式20logN，随着N的变大，输出信号频率增高，相位噪声恶化越严重；如果控制好N的次数，可以保证输出信号的相位噪声指标在可接受的范围内。
取样锁相介质振荡器优点是输出频率有良好的相位噪声特性，特别是远端相位噪声指标优异；缺点是不能进行频率变化，只能输出单一频率。
数字直接频率合成(DDS)可以方便的设计雷达波形，相位噪声指标优秀，但不能产生比较高的频率。

Claims (1)

1.一种C波段低相位噪声宽频率捷变的频率综合发生器，其特征在于，包括有100MHz恒温晶振、功分器、三倍频器、P波段锁相环、C波段取样锁相介质振荡器、混频器、滤波器、可编程逻辑器、数字频率直接合成器和分频器；
100MHz恒温晶振用于提供基准时钟，经过功分器分为5路100MHz信号，一路直接输出100MHz相参信号供雷达其它部分使用，一路给可编程逻辑器件提供时钟，一路送入三倍频器，另外两路分别为P波段锁相环和C波段取样锁相介质振荡器提供参考时钟；
可编程逻辑器用于时序控制及P波段锁相环和数字频率合成器的寄存器配置地址，控制频率变化；
100MHz信号经过三倍频器输出300MHz信号，再经过功分器分为三路信号，分别为信号f2、信号f2’和300MHz信号f2”；
信号f2’为数字频率直接合成器提供时钟，数字频率合成器输出雷达的基本波形信号f1，基本波形信号f1与信号f2经混频、滤波后，接着与P波段锁相环产生的信号f3经混频、滤波后再与C波段取样锁相介质振荡器产生的信号f4混频，经滤波器后通过功分器得到发射信号f和f’，即发射信号f＝f1+f2+f3+f4；
300MHz信号f2”经过分频器产生信号f5，f5经滤波器后，在混频器中与发射信号f’混频，得到本振信号fLO，即fLO＝f’+f5。
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CN102332914A (zh) * 2011-08-12 2012-01-25 西安天伟电子系统工程有限公司 一种c波段低相位噪声频率综合发生器
CN105262486A (zh) * 2015-11-21 2016-01-20 扬州海科电子科技有限公司 一种x波段频率合成器
CN110988830A (zh) * 2020-01-03 2020-04-10 零八一电子集团有限公司 多频段雷达目标模拟器

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