CN202679345U - 一种Ku波段超低相噪频率源组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种Ku波段超低相噪频率源组件，由晶体振荡器、锁相模块、时钟模块、锁相介质振荡器、直接数字锁相模块、第一混频器、第二混频器、放大器、温度补偿模块、第一滤波器、第二滤波器、二功分器和开关滤波器组成。锁相介质振荡器采用了取样锁相的频率合成方式，使相噪恶化基本达到理论值指标，整个生产装配过程均采用先进的微组装工艺，减小尺寸的同时还保证了器件的良好性能。该Ku波段超低相噪频率源组件具有相噪低、杂散小、跳频时间短、体积小、重量轻、连续扫频等优点，其在工作频段内稳定性能好、工作温度范围广，具有广泛的应用前景。

Description

一种Ku波段超低相噪频率源组件

技术领域

本实用新型涉及微波通讯电子器件技术领域，具体涉及一种雷达通信领域中应用的Ku波段超低相噪频率源组件。

背景技术

无论是在微波收信机系统中还是在微波法信机系统中，甚至是在通信系统、各种仪表、仪器中，频率源都是最为核心的部件，因为它性能的好坏会直接影响整个系统性能的好坏。

频率合成器技术是一项具有高难度的先进电路技术，其广泛应用于通讯系统、导航系统、雷达、空间电子技术及仪器、仪表等系统、仪器。目前这项技术主要由发达国家掌握，因而他们的电子系统性能更好，使得频谱分析仪、信号源、矢量网络分析仪等仪器能够向我国高价倾销，故一个性能好的频率源是这些仪表的关键核心技术。我国早在70年代初，就有研究所对频率合成技术展开了研制工作，虽取得了一定成绩，但是因技术难度大以及其它一些原因使早期的几个研究所都没有坚持下来。到了80年代国内整机研究所因工程需要，均纷纷成立了自己的研制团队，经过研制团队20多年的奋斗，在频率源技术方面我国取得了一些成绩，但与发达国家相比，仍然相差较远。

目前锁相介质振荡器（PDRO）是国内外实现低相位噪声点频信号的最佳办法，特别在10GHz以上频段，具有相位噪声低、低杂散、体积小、功耗小等特点，但国内PDRO产品因具有可靠性低和研制周期长等缺陷，而限制了PDRO产品的应用和发展。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：针对于现有技术的不足，提供一种Ku波段超低相噪频率源组件，该频率源组件具有Ku波段相噪低、杂散小、跳频时间短、体积小、重量轻、可实现连续扫频等优点，在工作频段内稳定性能好、工作温度范围广，具有广泛应用前景。

为达到上述发明目的，本实用新型所采用的技术方案为：提供了一种Ku波段超低相噪频率源组件，该Ku波段超低相噪频率源组件包括晶体振荡器、锁相模块、时钟模块、锁相介质振荡器、直接数字锁相模块、第一混频器、第一滤波器、放大器、二功分器、第二混频器、温度补偿模块、第二滤波器、开关滤波器和放大器；所述晶体振荡器分别与锁相模块、时钟模块和锁相介质振荡器连接；所述第一混频器分别与锁相模块、锁相介质振荡器和第一滤波器连接；所述第一滤波器、放大器和二功分器依次连接；所述时钟模块、直接数字锁相模块和第二滤波器依次连接；所述第二混频器分别与二功分器、温度补偿模块和第二滤波器连接；所述温度补偿模块、开关滤波器和放大器依次连接。

优选地，该Ku波段超低相噪频率源组件的所有部件的输入、输出阻抗均采用50Ω的标准化模块。

优选地，所述晶体振荡器为恒温晶体振荡器。

综上所述，本实用型所提供的Ku波段超低相噪频率源组件相比于现有的频率源具有如下优点：

1、该Ku波段超低相噪频率源组件采用了锁相介质振荡与直接数字锁相模块（DDS）相结合的频率合成方式，解决了国内锁相介质振荡器产品可靠性低和研制周期长等缺陷，使该频率源组件具有相位噪声低、低杂散的特点。

2、该Ku波段超低相噪频率源组件的所有部件和电路均采用先进的微组装工艺进行生产装配，大大缩小了电路尺寸，同时还具有性能稳定、指标一致性高等特点；该Ku波段超低相噪频率源组件因输入输出能够实现良好的匹配，而适用于雷达、电子对抗、卫星通信等各类微波系统中；由于该频率源组件适合批量化生产，从而有效地提高了成产效率，降低了生产成本。

附图说明

图1为Ku波段超低相噪频率源组件的电路结构示意图。

其中，1、晶体振荡器；2、锁相模块；3、时钟模块；4、锁相介质振荡器；5、直接数字锁相模块；6、第一混频器；7、第一滤波器；8、放大器；9、二功分器；10、第二混频器；11、温度补偿模块；12、第二滤波器；13、开关滤波器；14、放大器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细地描述：

如图1所示，该Ku波段超低相噪频率源组件包括晶体振荡器1、锁相模块2、时钟模块3、锁相介质振荡器4、直接数字锁相模块5、第一混频器6、第一滤波器7、放大器8、二功分器9、第二混频器10、温度补偿模块11、第二滤波器12、开关滤波器13和放大器14；所述晶体振荡器1分别与锁相模块2、时钟模块3和锁相介质振荡器4连接；所述第一混频器6分别与锁相模块2、锁相介质振荡器4和第一滤波器7连接；所述第一滤波器7、放大器8和二功分器9依次连接；所述时钟模块3、直接数字锁相模块5和第二滤波器12依次连接；所述第二混频器10分别与二功分器9、温度补偿模块11和第二滤波器12连接；所述温度补偿模块11、开关滤波器13和放大器14依次连接；该Ku波段超低相噪频率源组件的所有部件的输入、输出阻抗均采用50Ω的标准化模块。

该Ku波段超低相噪频率源组件的主要工作原理为：晶体振荡器1为锁相模块2、时钟模块3、锁相介质振荡器4提供参考信号，使其各自能够锁定输出频率信号；时钟模块3为直接数字锁相模块5提供时钟信号，由DDS产生线性调频信号，该信号再经滤波器12滤除杂波。锁相模块2产生三个点频信号，并与锁相介质振荡器4产生的信号进行混频后产生本振信号，本振信号经第一滤波器7和放大器8滤波放大后，经二功分器9功分为两路信号，一路直接输出，另一路信号进入第二混频器10与DDS信号混频，再经过温度补偿模块11降低高低温各个温度环境下的功率波动，再通过开关滤波器13滤除杂波分量，最后经放大器14放大输出。

该晶体振荡器1为恒温晶体振荡器，具有超低相噪、高稳定度和高频率准确度的特征；所述晶体振荡器1分别为锁相模块2、时钟模块3和锁相介质振荡器4提供高纯度、高稳定度、高频率准确度和超低相噪的参考信号，这样，锁相模块2、时钟模块3和锁相介质振荡器4才能完成锁相功能；所述锁相模块2是由并口控制的数字锁相环构成，具有相噪低和跳频时间较短的特征；所述锁相介质振荡器4采用了取样锁相的频率合成方式，内部振荡器为介质振荡器，具有超低相噪的特征，相噪恶化量基本接近理论指标；所述直接数字锁相模块5需要时钟模块3为其提供一个高纯度的低相噪信号做参考进行频率合成。

该Ku波段超低相噪频率源组件内部所有部件和电路均采用先进的微组装工艺进行生产装配。

用Agilent公司生产的信号源分析仪E5052B，频谱分析仪E4447，对本实用新型Ku波段超低相噪频率源组件器进行测试，测试结果见表1：

 本实用新型并不限于上述实例，在本实用新型的权利要求书所限定的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种变形或修改均受本专利的保护。

Claims (3)

1.一种Ku波段超低相噪频率源组件，其特征在于：包括晶体振荡器（1）、锁相模块（2）、时钟模块（3）、锁相介质振荡器（4）、直接数字锁相模块（5）、第一混频器（6）、第一滤波器（7）、放大器（8）、二功分器（9）、第二混频器（10）、温度补偿模块（11）、第二滤波器（12）、开关滤波器（13）和放大器（14）；所述晶体振荡器（1）分别与锁相模块（2）、时钟模块（3）和锁相介质振荡器（4）连接；所述第一混频器（6）分别与锁相模块（2）、锁相介质振荡器（4）和第一滤波器（7）连接；所述第一滤波器（7）、放大器（8）和二功分器（9）依次连接；所述时钟模块（3）、直接数字锁相模块（5）和第二滤波器（12）依次连接；所述第二混频器（10）分别与二功分器（9）、温度补偿模块（11）和第二滤波器（12）连接；所述温度补偿模块（11）、开关滤波器（13）和放大器（14）依次连接。

2.根据权利要求1所述的Ku波段超低相噪频率源组件，其特征在于：该Ku波段超低相噪频率源组件的所有部件均采用输入、输出阻抗为50Ω的标准化模块。

3.根据权利要求1所述的Ku波段超低相噪频率源组件，其特征在于：所述晶体振荡器（1）为恒温晶体振荡器。

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