CN204465510U

CN204465510U - 低相噪捷变频Ku波段的频率源和结构

Info

Publication number: CN204465510U
Application number: CN201420811665.6U
Authority: CN
Inventors: 刘劲松; 朱良凡; 王�华; 陈兴盛; 曲艳霞; 王景伋; 吴文书; 陈在; 蔡庆刚
Original assignee: Anhui East China Institute of Optoelectronic Technology
Current assignee: Anhui East China Institute of Optoelectronic Technology
Priority date: 2014-12-19
Filing date: 2014-12-19
Publication date: 2015-07-08
Anticipated expiration: 2024-12-19

Abstract

本实用新型公开了一种低相噪捷变频Ku波段的频率源和结构，所述频率源包括依次相连接的以下部件：参考功分器、参考放大器、低频谐波发生器、声表滤波器、低中频放大器、高频谐波发生器、高中频滤波器、混频器、中频放大器、数字鉴相器、环路滤波器、压控振荡器和本振放大器，其中，所述参考功分器还连接于所述数字鉴相器，所述本振放大器还连接于所述混频器；所述压控振荡器还连接有射频滤波器，且所述射频滤波器上还连接有射频放大器，以通过所述射频放大器输出信号。该种频率源的噪声得到了有效的去除，且与该种频率源配套使用的无线电通信系统和雷达系统的性能也能够得到显著的提高。

Description

低相噪捷变频Ku波段的频率源和结构

技术领域

本实用新型涉及雷达系统的频率综合器，具体地，涉及一种低相噪捷变频Ku波段的频率源和结构。

背景技术

在现代雷达或电子对抗系统中，频率源一直是核心部件，对提高系统性能有着直接的关系，近年来，随着国防事业的不断发展，对频率源的性能指标提出了越来越高的要求，尤其是在低相位、捷变频方面，但随着低噪声器件的改进，噪声系数得到了很好的解决，目前，由于无线电通信和雷达技术的提高，对系统性能提出了更高、更严格的要求，特别是相位噪声方面，因此，降低相位噪声对系统性能的提升有着至关重要的作用。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够降低相位噪声的频率源，与该种频率源配套使用的无线电通信系统和雷达系统的性能能够得到显著的提高。

为了实现上述目的，本实用新型一方面提供了一种低相噪捷变频Ku波段的频率源，所述频率源包括依次相连接的以下部件：参考功分器、参考放大器、低频谐波发生器、声表滤波器、低中频放大器、高频谐波发生器、高中频滤波器、混频器、中频放大器、数字鉴相器、环路滤波器、压控振荡器和本振放大器，其中，所述参考功分器还连接于所述数字鉴相器，所述本振放大器还连接于所述混频器；所述压控振荡器还连接有射频滤波器，且所述射频滤波器上还连接有射频放大器，以通过所述射频放大器输出信号。

优选地，所述射频放大器包括分别连接在所述射频滤波器上的第一射频放大器、第二射频放大器和第三射频放大器。

根据本实用新型的另外一个方面，提供一种低相噪捷变频Ku波段频率源的结构，该结构包括：腔体、上述所述的低相噪捷变频Ku波段的频率源、设置于所述腔体中的功分放大电路基板和设置于所述腔体中的锁相电路基板，所述功分放大电路基板上焊接有所述参考功分器、参考放大器、低频谐波发生器、声表滤波器、低中频放大器、高频谐波发生器、高中频滤波器、混频器、中频放大器、数字鉴相器、环路滤波器、压控振荡器和本振放大器；

所述锁相电路基板上焊接有所述射频滤波器、第一射频放大器、第二射频放大器和第三射频放大器。

优选地，该结构还包括：功分放大衬板，所述功分放大衬板设置于功分放大电路基板和腔体之间且所述功分放大衬板固接于所述功分放大电路基板。

优选地，所述功分放大衬板为铝板，且所述铝板与所述功分放大衬板之间设置有镀涂层。

优选地，所述腔体上设置有电源接口，且所述腔体得内部设置有多个密闭空间，所述功分放大电路基板和锁相电路基板分别设置于相对应的两个所述密闭空间中。

优选地，所述腔体上还设置有与所述第一射频放大器、所述第二射频放大器和所述第三射频放大器一一对应的第一射频输出接口、第二射频输出接口和第三射频输出接口。

优选地，所述腔体上还设置有与所述参考功分器相连接的输入接口，且所述输入接口与型号为SMA-K的电连接器相匹配。

优选地，所述第一射频输出接口、所述第二射频输出接口和所述第三射频输出接口分别与型号为SMA-K的电连接器相匹配。

优选地，所述电源接口与型号为J30J-15ZKP的电连接器相匹配。

根据上述技术方案，本实用新型将输入的参考信号通过参考功分器分成功率相同的两路信号，一路信号进入数字鉴相器作为参考信号，另一路信号进入参考放大器进行放大，依次经过低频谐波发生器，声表滤波器、低中频放大器、高频谐波发生器、高中频滤波器进行滤波放大处理后进入在混频器，此时压控振荡器产生的Ku波段的信号经本振放大器放大后进入到混频器，这样放大的Ku波段的信号和从高中频滤波器输出到混频器的信号进行混频，得到中频放大信号进入到数字鉴相器同参考信号相比较，产生的差拍电压经过环路滤波器去除杂波之后再接入压控振荡器的电调端，这样中频放大信号和参考信号相参，即提高了相位噪声和频谱纯度，之后再将相参后的信号经过射频滤波器输出，从而实现了低相噪捷变频Ku波段的频率源的实际应用。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是根据本实用新型的优选实施方式的低相噪捷变频Ku波段的频率源的原理图；

图2是根据本实用新型的优选实施方式的低相噪捷变频Ku波段频率源的结构的锁相电路基板的结构图；

图3是根据本实用新型的优选实施方式的低相噪捷变频Ku波段频率源的结构的功分放大电路基板的结构图；

图4是根据本实用新型的优选实施方式的低相噪捷变频Ku波段频率源的结构的功分放大电路基板的结构图；以及

图5是根据本实用新型的优选实施方式的低相噪捷变频Ku波段频率源的结构的功分放大衬板的结构图。

附图标记说明

201、参考功分器 202、参考放大器

203、低频谐波发生器 204、声表滤波器

205、低中频放大器 206、高频谐波发生器

207、高中频滤波器 208、混频器

209、数字鉴相器 210、中频放大器

211、环路滤波器 212、压控振荡器

213、本振放大器 401、射频滤波器

402、第三射频放大器 403、第二射频放大器

404、第一射频放大器 101、第一射频输出接口

102、第二射频输出接口 103、第三射频输出接口

104、电源接口 105、输入接口。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，“上、下、左、右、内、外”等包含在术语中的方位词仅代表该术语在常规使用状态下的方位，或为本领域技术人员理解的俗称，而不应视为对该术语的限制。

根据本实用新型的一个方面，提供一种低相噪捷变频Ku波段的频率源，所述频率源包括依次相连接的以下部件：参考功分器201、参考放大器202、低频谐波发生器203、声表滤波器204、低中频放大器205、高频谐波发生器206、高中频滤波器207、混频器208、中频放大器210、数字鉴相器209、环路滤波器211、压控振荡器212和本振放大器213，其中，所述参考功分器201还连接于所述数字鉴相器209，所述本振放大器212还连接于所述混频器208；所述压控振荡器212还连接有射频滤波器401，且所述射频滤波器401上还连接有射频放大器，以通过所述射频放大器输出信号。参考信号经过参考功分器201被分成两路功率相同的信号，一路信号进入到数字鉴相器209中作为参考信号，一路信号进入到参考放大器202经放大后进入到低频谐波发生器203，低频谐波发生器203产生丰富的低频谐波信号，然后再经过声表滤波器204进行频率选择和滤除，将得到的纯净信号经低中频放大器205放大后再送给高频谐波发生器206进行倍频，产生更高频率的谐波信号，再将这更高频率的谐波信号经过高中频滤波器207进行频率选择和滤除，将得到的信号和压控振荡器212产生的Ku波段的信号进行混频，将混频后得到的中频放大信号送入至数字鉴相器209中同参考信号相比较，产生的差拍电压经过环路滤波器滤波之后接入到压控振荡器的电调端，因压控振荡器212是电压控制振荡信号的，这样便实现中频放大信号和参考信号的相参，从而得到低相噪捷变频的Ku波段的频率源，该种频率源频谱纯度高。另外，将得到的频率源再送入至射频滤波器401，进一步滤除有用信号之外的杂波，得到更纯净的频谱。然后再将该纯净的频谱经射频放大器放大输出，实现低相噪捷变频Ku波段的频率源的实际应用。另外，本实用新型中用到的参考功分器201、参考放大器202、低频谐波发生器203、声表滤波器204、低中频放大器205、高频谐波发生器206、高中频滤波器207、混频器208、中频放大器210、数字鉴相器209、环路滤波器211、压控振荡器212、本振放大器213、射频滤波器401以及射频放大器应是本领域人员所常用的器件。

在一种优选的实施方式中，所述射频放大器包括分别连接在所述射频滤波器401上的第一射频放大器402、第二射频放大器403和第三射频放大器402。这样得到的纯净频谱经第一射频放大器402、第二射频放大器403和第三射频放大器402分别输出，可以满足不同需要，从而实现了频率源的多路应用。

根据本实用新型的另外一个方面，提供一种低相噪捷变频Ku波段频率源的结构，该结构包括：腔体、根据上述所述的低相噪捷变频Ku波段的频率源、设置于所述腔体中的功分放大电路基板和设置于所述腔体中的锁相电路基板，所述功分放大电路基板上焊接有所述参考功分器201、参考放大器202、低频谐波发生器203、声表滤波器204、低中频放大器205、高频谐波发生器206、高中频滤波器207、混频器208、中频放大器210、数字鉴相器209、环路滤波器211、压控振荡器212和本振放大器213；所述锁相电路基板上焊接有所述射频滤波器401、第一射频放大器402、第二射频放大器403和第三射频放大器402。以上所述的频率源中的元器件可以设置在锁相电路基板和功分放大电路基板上面，形成一个固定的结构，这样可以很好的将该种频率源的结构与无线电通信系统或者是雷达系统配套使用，提高了使用的便利性。另外，将参考功分器201、参考放大器202、低频谐波发生器203、声表滤波器204、低中频放大器205、高频谐波发生器206、高中频滤波器207、混频器208、中频放大器210、数字鉴相器209、环路滤波器211、压控振荡器212和本振放大器213设置在锁相电路基板上，如图2所示，该锁相电路基板上面的电路连接关系需要和图1中所示的电路连接关系相同；将射频滤波器401、第一射频放大器402、第二射频放大器403和第三射频放大器402焊接在功分放大电路基板上面，如图3所示，该功分放大电路基板上面的电路连接关系需要和图1中的电路连接关系相同。此外，该结构还包括腔体，将功分放大电路基板和锁相电路基板都设置于所述腔体中，优选情况下，所述腔体上设置有电源接口104，且所述腔体得内部设置有多个密闭空间，所述功分放大电路基板和锁相电路基板分别设置于相对应的两个所述密闭空间中。这样将功分放大电路基板和锁相电路基板设置在腔体的不同的密闭空间中，能够防止多路信号之间的相互干扰。该说明的是，将锁相电路基板上的压控振荡器212需要和功分放大电路基板上的射频滤波器401电连接。

在本实用新型中，如图4所示，该结构还包括：功分放大衬板，功分放大衬板设置于功分放大电路基板和腔体之间且所述功分放大衬板固接于所述功分放大电路基板。本领域人员应该了解的是，功分放大电路基板比较薄，将功分放大电路基板和功分放大衬板相固接之后再使用，一方面有利于提高安装便利性，另一方面方便功分放大电路基板上元器件的金丝键合。

另外，选择地，所述功分放大衬板为铝板，且所述铝板与功分放大衬板之间还设置有镀涂层，镀涂层是为了方便铝板和功分放大电路板固接，该种固接一般采用焊料进行焊接，因为铝板是不粘焊料的，所以需要在上面设置镀涂层。功分放大衬板不仅仅限制为铝板，只要能提高安装便利性和方便功分放大电路基板上的元器件的金丝键合即可。

在本实用新型中，所述腔体上还设置有与所述第一射频放大器402、所述第二射频放大器403和所述第三射频放大器402一一对应的第一射频输出接口101、第二射频输出接口102和第三射频输出接口103。优选情况下，所述第一射频输出接口101、所述第二射频输出接口102和所述第三射频输出接口103分别与型号为SMA-K的电连接器相匹配。如图5所示，在腔体上设置第一射频输出接口101、第二射频输出接口102和第三射频输出接口103是为了方便频率源输出，第一射频输出接口101、第二射频输出接口102和第三射频输出接口103可以为任意一种可以输出频率源的接口，没有特别限制，此处选择型号为SMA-K的电连接器是因为该电连接器通用性高，性能可靠且适用于不同的场合。

另外，在本实用新型中，所述腔体上还设置有与所述参考功分器201相连接的输入接口105，且所述输入接口105与型号为SMA-K的电连接器相匹配。这样输入接口105也使用型号为SMA-K的电连接器，使得参考信号输入的时候可靠性得到了保证，同时和第一射频输出接口101、第二射频输出接口102和第三射频输出接口103相同，通用性高，适用于不同的场合。需要说明的是，该腔体的大小一般是根据客户定制，当然定制的尺寸需要至少能够容纳锁相电路基板和功分放大电路基板，一般情况下，该腔体的外形尺寸为150mm×100mm×30mm，为通用结构。

在一种优选的实施方式中，所述电源接口104与型号为J30J-15ZKP的电连接器相匹配。J30J-15ZKP是一种微矩形电连接器，也是常用的连接器，具有可靠、方便的特点。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims

1.一种低相噪捷变频Ku波段的频率源，其特征在于，所述频率源包括依次相连接的以下部件：参考功分器(201)、参考放大器(202)、低频谐波发生器(203)、声表滤波器(204)、低中频放大器(205)、高频谐波发生器(206)、高中频滤波器(207)、混频器(208)、中频放大器(210)、数字鉴相器(209)、环路滤波器(211)、压控振荡器(212)和本振放大器(213)，其中，所述参考功分器(201)还连接于所述数字鉴相器(209)，所述本振放大器(213)还连接于所述混频器(208)；所述压控振荡器(212)还连接有射频滤波器(401)，且所述射频滤波器(401)上还连接有射频放大器，以通过所述射频放大器输出信号。

2.根据权利要求1所述的频率源，其特征在于，所述射频放大器包括分别连接在所述射频滤波器(401)上的第一射频放大器(404)、第二射频放大器(403)和第三射频放大器(402)。

3.一种低相噪捷变频Ku波段频率源的结构，其特征在于，该结构包括：腔体、根据权利要求2所述的低相噪捷变频Ku波段的频率源、设置于所述腔体中的功分放大电路基板和设置于所述腔体中的锁相电路基板，所述功分放大电路基板上焊接有所述参考功分器(201)、参考放大器(202)、低频谐波发生器(203)、声表滤波器(204)、低中频放大器(205)、高频谐波发生器(206)、高中频滤波器(207)、混频器(208)、中频放大器(210)、数字鉴相器(209)、环路滤波器(211)、压控振荡器(212)和本振放大器(213)；

所述锁相电路基板上焊接有所述射频滤波器(401)、所述第一射频放大器(404)、所述第二射频放大器(403)和所述第三射频放大器(402)。

4.根据权利要求3所述的结构，其特征在于，该结构还包括：功分放大衬板，所述功分放大衬板设置于所述功分放大电路基板和所述腔体之间且所述功分放大衬板固接于所述功分放大电路基板。

5.根据权利要求4所述的结构，其特征在于，所述功分放大衬板为铝板，且所述铝板与所述功分放大衬板之间设置有镀涂层。

6.根据权利要求3所述的结构，其特征在于，所述腔体上设置有电源接口，且所述腔体得内部设置有多个密闭空间，所述功分放大电路基板和锁相电路基板分别设置于相对应的两个所述密闭空间中。

7.根据权利要求3所述的结构，其特征在于，所述腔体上还设置有与所述第一射频放大器(404)、所述第二射频放大器(403)和所述第三射频放大器(402)一一对应的第一射频输出接口(101)、第二射频输出接口(102)和第三射频输出接口(103)。

8.根据权利要求3所述的结构，其特征在于，所述腔体上还设置有与所述参考功分器(201)相连接的输入接口(105)，且所述输入接口(105)与型号为SMA-K的电连接器相匹配。

9.根据权利要求7所述的结构，其特征在于，所述第一射频输出接口(101)、所述第二射频输出接口(102)和所述第三射频输出接口(103)分别与型号为SMA-K的电连接器相匹配。

10.根据权利要求6所述的结构，其特征在于，所述电源接口(104)与型号为J30J-15ZKP的电连接器相匹配。