CN203775191U - 一种特高频宽带校正信号源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种特高频宽带校正信号源，包括CPLD控制模块、梳状谱产生模块、脉冲波生成模块、校准源混频变频输出模块，通信接口为四线同步串行接口，由通信主机即外控计算机提供同步时钟信号，校正源为从机，可以实现数据的双向传输功能；校正信号中的梳状谱或脉冲波均由数字器件生成，校正信号有更高的平坦度，谱线间隔更均匀精确；校正信号带宽较宽，可满足宽带校正的需要；校正信号输出幅度1dB可调，动态范围大。该新型的特高频宽带校正信号源克服了现有技术中存在的缺点，具有稳定性高、抗干扰能力强、校正信号输出形式灵活可选择、输出幅度可调且动态范围大、输出信号带宽较宽且平坦度高、输出谱线间隔均匀精确的特点。

Description

一种特高频宽带校正信号源

技术领域

本实用新型涉及一种校正信号源，具体的说是一种特高频宽带校正信号源。

背景技术

校正信号源是无线电测向机的重要组成部分，相关干涉仪、空间谱估计等测向机都需要多波道接收机，多波道接收机由多个独立接收机组成，测向系统要求这些接收机有相同的幅度和相位特性，即各个接收机的增益、延时特性相同，但由于各接收机中的元器件特性差异，使得多波道接收机的幅度相位不一致，为此需要通过校正的方法消除不一致性，使其幅度相位一致。

这种校正方法是利用校正信号源产生与接收机接收频率一致的信号，并通过同相功分器加到各接收机，测量接收机输出信号的幅度、相位，与其中一个接收机比较得到的误差就是多波道接收机的不一致误差，在实际测向时扣除这些误差就完成了校正。

目前大多数校正信号源只输出单音等幅波，通过同相功分器加到多波道接收机中，经测量可以得到接收机工作频率上滤波器带内某一个点的幅度相位误差，当接收机为窄带接收机时，所测得的误差值可以准确表征多波道接收机的不一致性，但当接收机中频带带宽较宽，一般宽带多波导接收机带宽可达20MHz，由于宽带滤波器带内各频点群延时和波动不一样，无法用某一点的一致性误差代表带内其他频点的误差，因此单音校正源只能校正窄带信道，无法满足宽带校正需要。

另外，普通校正信号源输出幅度不可变，而接收机接收的天线信号大小差异很大，接收机要通过自动增益控制调整接收机链路增益，增益改变了，接收信道的不一致性误差也会变化，若校正信号源输出信号幅度不随接收机信号的幅度变化，校正效果不好，甚至无法满足多波道接收机的一致性要求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的问题是：如何提供一种可以测得宽带滤波器带内许多频点的误差，满足宽带校正需要，自适应调整校正信号源输出幅度，保证测量不一致性误差结果更准确、校正效果更好的新型的特高频宽带校正信号源。

本实用新型的技术方案为：一种特高频宽带校正信号源，包括： 

CPLD控制模块：对射频链路中其他各模块的射频开关、程控衰减器、隔离开关、计数器控制以及对校准源输出模块控制；

梳状谱产生模块：外部输入时钟信号经过梳状谱产生模块生成梳状谱信号，梳状谱信号经射频开关选通送入后级的混频变频输出模块进行变频，

脉冲波生成模块：外部输入时钟信号经过脉冲波生成模块生成脉冲波，脉冲波经射频开关选通后送入后级的混频变频输出模块进行变频；

校准源混频变频输出模块：梳状谱产生模块生成的梳状谱信号和脉冲波生成模块生成的脉冲波信号经射频开关选择其中一种信号进入后级的两次混频变频链路，二级混频后的输出信号分为三个通道，经射频开关选通相应的带通滤波器后滤波输出。

进一步地，所述梳状谱产生模块包含放大器、锁相环、计数器、滤波器，外部输入时钟信号经放大器进入锁相环的鉴相器，锁相环输出的是包络脉冲信号再经过计数器，经过两级滤波放大输出梳状谱信号，生成的梳状谱信号经射频开关选通送入后级的混频变频输出模块进行变频，而鉴相器和计数器则是由CPLD控制模块的控制信号控制的。

进一步地，所述的脉冲波生成模块包含电阻衰减器、放大器、集成的锁相环芯片、声表面波滤波器和开关，输入的时钟信号经过衰减器放大器后进入集成的锁相环芯片，锁相环芯片的输出则经过衰减放大滤波后进入开关，生成的脉冲波经射频开关选通后送入后级的混频变频输出模块进行变频，由CPLD控制模块产生的控制信号控制锁相环芯片以及开关。

进一步地，所述校准源混频变频输出模块包含射频开关，两级混频器、放大器以及滤波器，梳状谱产生模块生成的梳状谱信号和脉冲波生成模块生成的脉冲波信号经射频开关选择其中一种信号进入后级的两次混频变频链路，两次混频的本振信号则是由外部输入，分别经过衰减放大滤波后送入混频器的本振输入端，二级混频后的输出信号分为三个通道，经射频开关选通相应的带通滤波器后滤波输出，校准源混频变频输出模块中的射频开关和程控衰减器均由CPLD控制。

进一步地，所述CPLD控制模块采用MSP430F5438。

进一步地，梳状谱产生模块中：

放大器采用HMC476MP86，用于对输入时钟信号放大以及输出部分对梳状谱信号的放大；

鉴相器以及锁相环输出的计数器均采用ADF4106；

锁相环环路的压控振荡器采用ROS-3146-119+。

进一步地，脉冲波生成模块中：

放大器采用HMC476MP86，用于对输入时钟信号的放大；

集成锁相环芯片采用SI4133-GT；

放大器采用HMC580ST89，用于对锁相环输出信号的放大；

声表面波滤波器采用140015L，用于对锁相环输出的信号滤波；

开关采用HMC550，用于生成脉冲信号。

进一步地，校准源混频变频输出模块中：

混频器采用SMD3500，用于进行一次、二次混频；

射频开关采用HMC550E，用于对宽带输出信号选择滤波输出；

放大器采用TQP3M9028，用于对一次混频的输出信号进行放大；

程控衰减器采用HMC540LP3，控制一次混频输出的信号的幅度衰减值。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

系统稳定性高抗干扰能力强，输出信号有两种形式可选择，可以输出宽带梳状谱，也可以输出宽带脉冲波，可以测得宽带滤波器带内许多频点的误差，满足宽带校正的需要，通过测量接收信号的大小，自适应调整校正信号源输出幅度且输出可调幅度动态范围大，保证测量不一致性误差结果更准确，校正效果更好。

附图说明

图1为本实用新型的特高频宽带校正信号源CPLD主控模块电路框图；

图2为本实用新型的特高频宽带校正信号源梳状谱产生模块框图；

图3为本实用新型的特高频宽带校正信号源脉冲波生成模块框图；

图4为本实用新型的特高频宽带校正信号源校准源混频变频输出模块框图；

图5为本实用新型的特高频宽带校正信号源系统电路结构框图。

具体实施方式

实施例1：参见图1、图2、图3、图4、图5，一种特高频宽带校正信号源，包括CPLD控制模块、梳状谱产生模块、脉冲波生成模块、校准源混频变频输出模块；

所述CPLD控制模块与通信主机即外控计算机进行通信，生成各种控制信号，控制梳状谱产生模块中的鉴相器和计数器以保证生成可用的梳状谱，控制脉冲波生成模块中的锁相环芯片和开关以保证生成的脉冲波，控制校准源混频变频输出模块中的射频开关和程控衰减器以选择需要的射频链路及保证合适的链路增益。外部所加的直流电压经过稳压芯片后送入CPLD，CPLD产生的控制信号均经过电源电磁兼容滤波器后送入到其他模块的各个控制引脚。

所述梳状谱产生模块包含放大器、锁相环、计数器、滤波器，外部输入10MHz时钟信号经放大器进入锁相环的鉴相器，锁相环输出的是包络脉冲信号再经过计数器，经过两级滤波放大输出140MHz的梳状谱信号，而鉴相器和计数器则是由CPLD的控制信号控制的。梳状谱产生模块主要完成生成140MHz梳状谱的功能，生成的梳状谱信号经射频开关选通送入后级的混频变频输出模块进行变频。

所述的脉冲波生成模块包含电阻衰减器、放大器、集成的锁相环芯片、声表面波滤波器和开关，输入的10MHz时钟信号经过衰减器放大器后进入集成的锁相环芯片，锁相环芯片的输出则经过衰减放大滤波后进入开关，由CPLD产生的控制信号控制锁相环芯片以及开关，由此生成140MHz的脉冲波信号。脉冲波生成模块的主要功能是生成140MHz的脉冲波，生成的脉冲波经射频开关选通后送入后级的混频变频输出模块进行变频。

所述校准源混频变频输出模块包含射频开关，两级混频器、放大器以及滤波器，梳状谱产生模块生成的140MHz梳状谱信号和脉冲波生成模块生成的140MHz脉冲波信号经射频开关选择其中一种信号进入后级的两次混频变频链路，两次混频的本振信号则是由外部输入，分别经过衰减放大滤波后送入混频器的本振输入端，二级混频后的输出信号频率为600MHz到1600MHz，由于频带较宽，分为三个通道，经射频开关选通相应的带通滤波器后滤波输出。校准源混频变频输出模块中的射频开关和程控衰减器均由CPLD控制。

CPLD控制模块中：

CPLD采用MSP430F5438，其运算处理数据能力强大，可通过软件灵活配置外围模块，能够满足系统的控制和数据处理要求；

稳压芯片采用AMS1117-3.3以及ANS1117-5.0，用于稳压；

控制信号的电源电磁兼容滤波器采用MEM2012T，用于为控制信号滤波；

梳状谱产生模块中：

放大器采用HMC476MP86，用于对输入10MHz时钟信号的放大以及输出部分对梳状谱信号的放大；

鉴相器采用以及锁相环输出的计数器均采用ADF4106；

锁相环环路的压控振荡器采用ROS-3146-119+；

脉冲波生成模块中：

放大器采用HMC476MP86，用于对输入10MHz时钟信号的放大；

集成锁相环芯片采用SI4133-GT；

放大器采用HMC580ST89，用于对锁相环输出信号的放大；

声表面波滤波器采用140015L，用于对锁相环输出的信号滤波；

开关采用HMC550，用于生成脉冲信号；

校准源混频变频输出模块中：

混频器采用SMD3500，用于进行一次、二次混频；

射频开关采用HMC550E，用于对宽带输出信号选择滤波输出；

放大器采用TQP3M9028，用于对一次混频的输出信号进行放大；

程控衰减器采用HMC540LP3，控制一次混频输出的信号的幅度衰减值；

140MHz的梳状谱信号或者脉冲波信号经射频开关选择进入混频器SMD3500，与2140MHz的本振信号进行第一次混频，输出2000MHZ的中频信号，第一次混频输出的中频信号再进入混频器SMD3500作为第二次混频的射频信号与2600MHz-3600MHz的本振信号进行混频，输出600MHz-1600MHz的校正信号，其幅度衰减值可由数控衰减器HMC540LP3进行设置。

实际生产中，将CPLD控制模块、梳状谱产生模块、脉冲波生成模块、校准源混频变频输出模块分别做在PCB板上，便于分别单独调试，相互通信可通过将各个模块的PCB板组装在腔体里，腔体采用双面板组装形式，中间有隔腔，两面的PCB板通过穿孔引线相连。

以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (8)

1.一种特高频宽带校正信号源，其特征在于包括： 

CPLD控制模块：对射频链路中各模块的射频开关、程控衰减器、隔离开关、计数器控制以及对校准源输出模块控制；

梳状谱产生模块：外部输入时钟信号经过梳状谱产生模块生成梳状谱信号，梳状谱信号经射频开关选通送入后级的混频变频输出模块进行变频，

脉冲波生成模块：外部输入时钟信号经过脉冲波生成模块生成脉冲波，脉冲波经射频开关选通后送入后级的混频变频输出模块进行变频；

校准源混频变频输出模块：梳状谱产生模块生成的梳状谱信号和脉冲波生成模块生成的脉冲波信号经射频开关选择其中一种信号进入后级的两次混频变频链路，二级混频后的输出信号分为三个通道，经射频开关选通相应的带通滤波器后滤波输出。

2. 根据权利要求1所述的一种特高频宽带校正信号源，其特征在于：所述梳状谱产生模块包含放大器、锁相环、计数器、滤波器，外部输入时钟信号经放大器进入锁相环的鉴相器，锁相环输出的包络脉冲信号再经过计数器，然后经过两级滤波放大输出梳状谱信号，生成的梳状谱信号经射频开关选通送入后级的混频变频输出模块进行变频，鉴相器和计数器由CPLD控制模块提供控制信号。

3. 根据权利要求1所述的一种特高频宽带校正信号源，其特征在于：所述的脉冲波生成模块包含电阻衰减器、放大器、集成的锁相环芯片、声表面波滤波器和开关，输入的时钟信号经过衰减器放大器后进入集成的锁相环芯片，锁相环芯片的输出则经过衰减放大滤波后进入开关，生成的脉冲波经射频开关选通后送入后级的混频变频输出模块进行变频，由CPLD控制模块产生的控制信号控制锁相环芯片以及开关。

4.根据权利要求1所述的一种特高频宽带校正信号源，其特征在于：所述校准源混频变频输出模块包含射频开关，两级混频器、放大器以及滤波器，梳状谱产生模块生成的梳状谱信号和脉冲波生成模块生成的脉冲波信号经射频开关选择其中一种信号进入后级的两次混频变频链路，两次混频的本振信号则是由外部输入，分别经过衰减放大滤波后送入混频器的本振输入端，二级混频后的输出信号分为三个通道，经射频开关选通相应的带通滤波器后滤波输出，校准源混频变频输出模块中的射频开关和程控衰减器均由CPLD控制。

5.根据权利要求1所述的一种特高频宽带校正信号源，其特征在于：所述CPLD控制模块采用MSP430F5438。

6.根据权利要求2所述的一种特高频宽带校正信号源，其特征在于：

梳状谱产生模块中：

放大器采用HMC476MP86，用于对输入时钟信号放大以及输出部分对梳状谱信号的放大；

鉴相器以及锁相环输出的计数器均采用ADF4106；

锁相环环路的压控振荡器采用ROS-3146-119+。

7.根据权利要求3所述的一种特高频宽带校正信号源，其特征在于：

脉冲波生成模块中：

放大器采用HMC476MP86，用于对输入时钟信号的放大；

集成锁相环芯片采用SI4133-GT；

放大器采用HMC580ST89，用于对锁相环输出信号的放大；

声表面波滤波器采用140015L，用于对锁相环输出的信号滤波；

开关采用HMC550，用于生成脉冲信号。

8.根据权利要求4所述的一种特高频宽带校正信号源，其特征在于：

校准源混频变频输出模块中：

混频器采用SMD3500，用于进行一次、二次混频；

射频开关采用HMC550E，用于对宽带输出信号选择滤波输出；

放大器采用TQP3M9028，用于对一次混频的输出信号进行放大；

程控衰减器采用HMC540LP3，控制一次混频输出的信号的幅度衰减值。