CN202424688U - 一种用于人员安检装置的毫米波宽带捷变频信号源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于人员安检装置的毫米波宽带捷变频信号源，该信号源包括时序控制电路(1)、直接式数字频率合成器(2)、1GHz基准信号源(3)、谐波产生器(4)、带通滤波器组(5)、四选一开关(6)、混频器(7)、第一分段滤波器组(8)、四倍频电路(9)、第二分段滤波器组(10)和放大电路(11)。所述信号源能够输出25.6-41.6GHz的毫米波宽带捷变频信号，且其频率捷变时间为纳秒量级。所述信号源具有较高的频率稳定度、较低的相位噪声和较高的频率分辨率等特点。所述信号源能够满足主动式人员安检装置对毫米波信号源在信号带宽和频率捷变时间方面的要求，为主动式人员安检装置实现实时地获得具有较高频率分辨率的人体三维扫描成像奠定了坚实的技术基础。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种毫米波宽带捷变频信号源，特别涉及一种用于人员安检装置的毫米波宽带捷变频信号源。
背景技术
目前，常用的毫米波信号源的设计方法是将微波信号源产生的微波信号倍频到毫米波频段，从而产生毫米波信号。
通过锁相环技术实现的微波信号源通常具有良好的性能指标，因而将锁相环产生的微波信号倍频到毫米波频段是实现高性能毫米波信号源的重要方法。基于这种方法的毫米波信号源一般包括参考时钟电路、鉴频鉴相电路、环路滤波电路、可编程分频器、压控振荡器、倍频电路和放大功分电路等。这种方法的工作原理是：由参考时钟电路产生参考时钟信号，压控振荡器输出的微波信号经过分频后与参考时钟信号同时输入至鉴频鉴相电路，鉴频鉴相电路通过比较后将两个信号的频率差转换为电压信号，用以控制压控振荡器，使其输出信号的频率改变；经过一定的时间，压控振荡器输出信号的频率就会稳定于某一固定值；锁相环电路生成的微波信号经过倍频后即可获得毫米波信号。通过改变可编程分频器的分频比，可以实现微波信号的频率捷变，进而实现毫米波信号的频率捷变。
基于锁相环技术实现的毫米波宽带捷变频信号源，其优势在于可以充分利用锁相环的窄带滤波特性，提高对杂散信号的抑制度，同时可以采用较高的鉴相频率来减小锁相环的相位噪声恶化。但由于锁相环的存在，信号源生成的信号的频率捷变时间大多在微秒量级。主动式人员安检装置要求工作信号为毫米波宽带捷变频信号，即毫米波信号源必须具有极宽的信号带宽(10GHz以上)和极短的频率捷变时间(纳秒量级)，从而保证安检装置能够实时地获得具有较高分辨率的人体三维扫描成像。因此，基于锁相环技术实现的毫米波宽带捷变信号源不能满足主动式人员安检装置对信号带宽和频率捷变时间方面的要求。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种用于人员安检装置的毫米波宽带捷变频信号源。
本实用新型提供的用于人员安检装置的毫米波宽带捷变频信号源包括时序控制电路、直接式数字频率合成器、1GHz基准信号源、谐波产生器、带通滤波器组、四选一开关、混频器、第一分段滤波器组、四倍频电路、第二分段滤波器组和放大电路。
所述时序控制电路分别与所述直接式数字频率合成器、所述四选一开关、所述第一分段滤波器组和所述第二分段滤波器组连接；所述1GHz基准信号源依次与所述谐波产生器和所述带通滤波器组连接，所述带通滤波器组分别与所述直接式数字频率合成器和所述四选一开关连接，所述四选一开关与所述混频器的本征信号输入端连接，所述直接式数字频率合成器与所述混频器的中频信号输入端连接，所述混频器依次与所述第一分段滤波器组、所述四倍频电路、所述第二分段滤波器组和所述放大电路连接。
所述时序控制电路用于向所述直接式数字频率合成器发送频率控制信号并用于分别向所述四选一开关、所述第一分段滤波器组和所述第二分段滤波器组发送时序控制信号，所述1GHz基准信号源用于产生1GHz基准信号，所述谐波产生器在1GHz基准信号源的激励下产生1GHz基准信号的各次谐波信号并将其发送到所述带通滤波器组，所述带通滤波器组对各次谐波信号进行选择后将三次谐波信号发送到所述直接式数字频率合成器，并将六次谐波信号、七次谐波信号、八次谐波信号和九次谐波信号发送到所述四选一开关，所述直接式数字频率合成器将来自所述带通滤波器组的三次谐波信号用作参考时钟并在该参考时钟的驱动下能够产生0-1.5GHz范围内任意频率且频率捷变时间为纳秒量级的宽带捷变频信号，所述直接式数字频率合成器在来自所述时序控制电路的频率控制信号的控制下选择频率为0.4-1.4GHz的宽带捷变频信号作为中频信号发送到所述混频器的中频信号输入端，所述四选一开关在来自所述时序控制电路的时序控制信号的控制下选择六次谐波信号、七次谐波信号、八次谐波信号或九次谐波信号作为本征信号发送到所述所述混频器的本征信号输入端，所述混频器在所述中频信号和所述本振信号的作用下产生频率为6.4-10.4GHz的微波宽带捷变频信号并通过其射频信号输出端将其发送到所述第一分段滤波器组，所述第一分段滤波器组用于实现对6.4-10.4GHz的微波宽带捷变频信号的分段滤波并将其发送到所述四倍频电路，所述四倍频电路将接收到的频率为6.4-10.4GHz的微波宽带捷变频信号倍频为25.6-41.6GHz的毫米波宽带捷变频信号并将其发送到所述第二分段滤波器组，所述第二分段滤波器组用于实现对毫米波宽带捷变频信号的分段滤波并将其发送到所述放大电路，所述放大电路用于将毫米波宽带捷变信号放大后输出供使用。
本实用新型具有如下有益效果：
所述信号源能够输出25.6-41.6GHz的毫米波宽带捷变频信号，且其频率捷变时间为纳秒量级。所述信号源具有较高的频率稳定度、较低的相位噪声和较高的频率分辨率等特点。所述信号源能够满足主动式人员安检装置对毫米波信号源在信号带宽和频率捷变时间方面的要求，为主动式人员安检装置实现实时地获得具有较高频率分辨率的人体三维扫描成像奠定了坚实的技术基础。
附图说明
图1为本实用新型的用于人员安检装置的毫米波宽带捷变频信号源的示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型的内容作进一步的描述。
本实用新型提供的用于人员安检装置的毫米波宽带捷变频信号源包括时序控制电路1、直接式数字频率合成器2、1GHz基准信号源3、谐波产生器4、带通滤波器组5、四选一开关6、混频器7、第一分段滤波器组8、四倍频电路9、第二分段滤波器组10和放大电路11。
所述时序控制电路1分别与所述直接式数字频率合成器2、所述四选一开关6、所述第一分段滤波器组8和所述第二分段滤波器组10连接；所述1GHz基准信号源3依次与所述谐波产生器4和所述带通滤波器组5连接；所述带通滤波器组5分别与所述直接式数字频率合成器2和所述四选一开关6连接；所述四选一开关6与所述混频器7的本征信号输入端连接；所述直接式数字频率合成器2与所述混频器7的中频信号输入端连接；所述混频器7依次与所述第一分段滤波器组8、所述四倍频电路9、所述第二分段滤波器组10和所述放大电路11连接。
所述时序控制电路1用于向所述直接式数字频率合成器2发送频率控制信号并用于分别向所述四选一开关6、所述第一分段滤波器组8和所述第二分段滤波器组10发送时序控制信号。所述1GHz基准信号源3用于产生1GHz基准信号。所述谐波产生器4在1GHz基准信号源的激励下产生1GHz基准信号的各次谐波信号并将其发送到所述带通滤波器组5。所述带通滤波器组5对各次谐波信号进行选择后将三次谐波信号发送到所述直接式数字频率合成器2，并将六次谐波信号、七次谐波信号、八次谐波信号和九次谐波信号发送到所述四选一开关6。所述直接式数字频率合成器2将来自所述带通滤波器组5的三次谐波信号用作参考时钟并在该参考时钟的驱动下能够产生0-1.5GHz范围内任意频率且频率捷变时间为纳秒量级的宽带捷变频信号；所述直接式数字频率合成器2在来自所述时序控制电路1的频率控制信号的控制下选择频率为0.4-1.4GHz的宽带捷变频信号作为中频信号发送到所述混频器7的中频信号输入端。所述四选一开关6在来自所述时序控制电路1的时序控制信号的控制下选择六次谐波信号、七次谐波信号、八次谐波信号或九次谐波信号作为本征信号发送到所述所述混频器7的本征信号输入端。所述混频器7在所述中频信号和所述本振信号的作用下产生频率为6.4-10.4GHz的微波宽带捷变频信号并通过其射频信号输出端将其发送到所述第一分段滤波器组8。所述第一分段滤波器组8包括通带频率范围例如分别为6.4-7.4GHz、7.4-8.4GHz、8.4-9.4GHz和9.4-10.4GHz的四个带通滤波器。所述第一分段滤波器组8用于实现对6.4-10.4GHz的微波宽带捷变频信号的分段滤波并将其发送到所述四倍频电路9。所述四倍频电路9将接收到的频率为6.4-10.4GHz的微波宽带捷变频信号倍频为25.6-41.6GHz的毫米波宽带捷变频信号并将其发送到所述第二分段滤波器组10。所述第二分段滤波器组10包括通带频率范围例如分别为25.6-29.6GHz、29.6-33.6GHz、33.6-37.6GHz和37.6-41.6GHz的四个带通滤波器。所述第二分段滤波器组10用于实现对毫米波宽带捷变频信号的分段滤波并将其发送到所述放大电路11。所述放大电路11用于将毫米波宽带捷变信号放大后输出供使用。
应当理解，以上借助优选实施例对本实用新型的技术方案进行的详细说明是示意性的而非限制性的。本领域的普通技术人员在阅读本发明说明书的基础上可以对各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (1)
1.用于人员安检装置的毫米波宽带捷变频信号源，其特征在于，
该信号源包括时序控制电路(1)、直接式数字频率合成器(2)、1GHz基准信号源(3)、谐波产生器(4)、带通滤波器组(5)、四选一开关(6)、混频器(7)、第一分段滤波器组(8)、四倍频电路(9)、第二分段滤波器组(10)和放大电路(11)；
所述时序控制电路(1)分别与所述直接式数字频率合成器(2)、所述四选一开关(6)、所述第一分段滤波器组(8)和所述第二分段滤波器组(10)连接，所述1GHz基准信号源(3)依次与所述谐波产生器(4)和所述带通滤波器组(5)连接，所述带通滤波器组(5)分别与所述直接式数字频率合成器(2)和所述四选一开关(6)连接，所述四选一开关(6)与所述混频器(7)的本征信号输入端连接，所述直接式数字频率合成器(2)与所述混频器(7)的中频信号输入端连接，所述混频器(7)依次与所述第一分段滤波器组(8)、所述四倍频电路(9)、所述第二分段滤波器组(10)和所述放大电路(11)连接；
所述时序控制电路(1)用于向所述直接式数字频率合成器(2)发送频率控制信号并用于分别向所述四选一开关(6)、所述第一分段滤波器组(8)和所述第二分段滤波器组(10)发送时序控制信号，所述1GHz基准信号源(3)用于产生1GHz基准信号，所述谐波产生器(4)在1GHz基准信号源的激励下产生1GHz基准信号的各次谐波信号并将其发送到所述带通滤波器组(5)，所述带通滤波器组(5)对各次谐波信号进行选择后将三次谐波信号发送到所述直接式数字频率合成器(2)，并将六次谐波信号、七次谐波信号、八次谐波信号和九次谐波信号发送到所述四选一开关(6)，所述直接式数字频率合成器(2)将来自所述带通滤波器组(5)的三次谐波信号用作参考时钟并在该参考时钟的驱动下能够产生0-1.5GHz范围内任意频率且频率捷变时间为纳秒量级的宽带捷变频信号，所述直接式数字频率合成器(2)在来自所述时序控制电路(1)的频率控制信号的控制下选择频率为0.4-1.4GHz的宽带捷变频信号作为中频信号发送到所述混频器(7)的中频信号输入端，所述四选一开关(6)在来自所述时序控制电路(1)的时序控制信号的控制下选择六次谐波信号、七次谐波信号、八次谐波信号或九次谐波信号作为本征信号发送到所述所述混频器(7)的本征信号输入端，所述混频器(7)在所述中频信号和所述本振信号的作用下产生频率为6.4-10.4GHz的微波宽带捷变频信号并通过其射频信号输出端将其发送到所述第一分段滤波器组(8)，所述第一分段滤波器组(8)用于实现对6.4-10.4GHz的微波宽带捷变频信号的分段滤波并将其发送到所述四倍频电路(9)，所述四倍频电路(9)将接收到的频率为6.4-10.4GHz的微波宽带捷变频信号倍频为25.6-41.6GHz的毫米波宽带捷变频信号并将其发送到所述第二分段滤波器组(10)，所述第二分段滤波器组(10)用于实现对毫米波宽带捷变频信号的分段滤波并将其发送到所述放大电路(11)，所述放大电路(11)用于将毫米波宽带捷变信号放大后输出供使用。
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