CN206302402U - 一种微波模拟信号发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种微波模拟信号发生器，涉及通信技术领域，用于输出频率范围为1MHz‑40GHz的连续波。该微波模拟信号发生器包括参考源、多环频率发生器、倍频器、分频器、频率输出模块和电源，其中参考源用于接收外部参考频率信号并输出该外部参考频率信号，或直接输出内部参考频率信号；多环频率发生器的输入端与参考源的输出端连接，用于接收参考源的输出频率信号，并对所述参考源的输出频率信号进行多级递次频率发生处理，并输出处理后的频率信号；所述倍频器的输入端与多环频率发生器的输出端连接，所述分频器的输入端与多环频率发生器的输出端连接。本实用新型用于雷达技术、卫星通信等领域。

Description

一种微波模拟信号发生器

技术领域

本申请涉及无线通信技术领域，特别涉及一种微波模拟信号发生器。

背景技术

微波信号发生设备是一种应用于航空、航天、雷达、通信、电子对抗、导航设备及相关元器件参数测试等领域频率发生设备，依据实际测试或模拟试验，所用的微波信号发生设备涉及的输出频率的范围为1MHz-40GHz，以保证输出连续波能适应各种需求。

但是，现有的微波信号发生设备都是通过混频器进行混频，再通过加法混频器或者减法混频器改变其连续波，以进行频率输出。在使用中难以保证其在混频过程中输出精度高的所需连续波。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种微波模拟信号发生器，用于输出频率范围为1MHz-40GHz且精度高的连续波。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供一种微波模拟信号发生器，包括参考源、多环频率发生器、倍频器、分频器、频率输出模块和电源，其中，

参考源，用于接收外部参考频率信号并输出该外部参考频率信号，或直接输出内部参考频率信号；

多环频率发生器的输入端与参考源的输出端连接，用于接收参考源的输出频率信号，并对参考源的输出频率信号进行多级递次频率发生处理，并输出处理后的频率信号；

倍频器的输入端与多环频率发生器的输出端连接，用于接收多环频率发生器的频率输出信号，并对多环频率发生器的输出频率进行倍频处理，并输出倍频处理后的频率信号；

分频器的输入端与多环频率发生器的输出端连接，用于接收多环频率发生器的频率输出信号，并对多环频率发生器的输出频率进行分频处理，并输出分频处理后的频率信号；

参考源、多环频率发生器、倍频器、分频器和频率输出模块分别与电源连接，电源用于提供各模块所需的模拟数字电压，并对供电电压进行稳压处理。

可选地，当参考源用于输出内部参考频率时，参考源用于输出内部参考频率，参考源包括振荡元件，用于产生起振频率信号。

其中，振荡元件为晶体振荡器或电压控制振荡器。

其中，多环频率发生器包括多个锁相环，多个锁相环为串联连接，用于对参考源的输出频率进行多级递次频率发生处理，其中每个锁相环对应一次频率发生处理过程。

多环频率发生器还包括数字频率合成器，用于接收频率输入信号，并依据频率输入信号进行频率合成处理。

其中，锁相环包括基准频率电路、鉴相器和振荡元件，其中基准频率电路与振荡元件的输入端连接，用于向振荡元件提供频率振荡的基准频率信号；鉴相器的输入端与振荡元件的输出端连接，鉴相器的参考端与基准频率电路连接，鉴相器的反馈端与基准频率电路的输入端连接，用于获取振荡元件的输出频率与基准频率电路的输入频率之间的相位差，并将相位差结果反馈给振荡元件的输入端。

其中，分频器具有可变的分频比。

其中，频率输出模块包括衰减器，衰减器的输入端分别与倍频器与分频器的输出端连接，用于对输入频率信号提供衰减处理。

可选地，衰减器包括小步进衰减器和/或程控式衰减器。

可选地，频率输出模块包括脉冲调制器，脉冲调制器的输入端与衰减器的输出端连接，用于接收衰减器的输出频率信号，并对衰减处理后的频率输出信号进行脉冲调制处理，并输出经过脉冲调制处理后的频率信号。

在根据本实用新型提供的微波模拟信号发生器中，通过多环频率发生器可产生频率为6～12GHz的微波信号，然后通过倍频器对微波信号进行倍频处理，可输出频率范围为12～40GHz的连续波；以及通过分频器对微波信号进行分频处理后，可输出频率范围为1M～12GHz的连续波。且多环频率发生器采用了模块化集成式设计，以确保可输出精度较高的所需连续波。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本实用新型实施例的微波模拟信号发生器的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例的参考源的结构示意图；

图3是根据本实用新型实施例的锁相环的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型实施例提供的微波模拟信号发生器的结构示意图。图1示出的微波模拟信号发生器包括参考源101、多环频率发生器102、倍频器103、分频器104、频率输出模块105和电源，其中，参考源101用于接收外部参考频率信号并输出该外部参考频率信号，或直接输出内部参考频率信号；多环频率发生器102的输入端与参考源101的输出端连接，用于接收参考源101的输出频率信号，并对参考源101的输出频率信号进行多级递次频率发生处理，并输出处理后的频率信号；倍频器103的输入端与多环频率发生器102的输出端连接，用于接收多环频率发生器102的频率输出信号，并对多环频率发生器102的输出频率进行倍频处理，并输出倍频处理后的频率信号；分频器104的输入端与多环频率发生器102的输出端连接，用于接收多环频率发生器102的频率输出信号，并对多环频率发生器102的输出频率进行分频处理，并输出分频处理后的频率信号；参考源101、多环频率发生器102、倍频器103、分频器104和频率输出模块105分别与电源连接，电源用于提供各模块所需的模拟数字电压，并对供电电压进行稳压处理。

在一个例子中，参考源101接收到外部参考频率F1(10MHz)，并提供输出频率F1(10MHz)到多环频率发生器102，以作为多环频率发生器102的参考频率信号。其中，多环频率发生器102中集成有多个子频率发生装置(例如，锁相环频率发生器和/或直接数字合成器)，且每个子频率发生装置获取前一级子频率发生装置的频率输出，以作为其在执行频率发生操作时的参考频率。多环频率发生器102以F1作为参考信号，并经过多个子频率发生装置的多级放大后，输出频率F2(6～12GHz)到倍频器103，以进行倍频处理；以及输出频率F2(6～12GHz)到分频器104，以进行分频处理。其中分频器104采用分频比可变的分频器104。作为举例，由开关来控制频率F2输出到倍频器103或分频器104。

若开关控制频率F2输出到倍频器103，则输出频率F2(6～12GHz)分别经过1、2、4次倍频后，得到对应的输出频率为6～12GHz，12～24GHz以及24～40GHz。

若开关控制频率F2输出到倍频器103，则输出频率F2(6～12GHz)分别经过1、2、4次分频后，得到对应的输出频率为6～12GHz、3～6GHz以及1～3GHz。

在根据本实用新型提供的微波模拟信号发生器中，通过多环频率发生器102可产生频率为6～12GHz的微波信号，然后通过倍频器103对微波信号进行倍频处理，可输出频率范围为12～40GHz的连续波；以及通过分频器104对微波信号进行分频处理后，可输出频率范围为1M～12GHz的连续波。多环频率发生器102采用了模块化集成式设计，以确保可输出精度较高的所需连续波。

另外，本实用新型实施例中的多环频率发生器102采用了模块化集成式设计，以确保可输出精度较高的所需连续波。

图2为根据本实用新型实施例的参考源101(参见图1)的结构示意图。图2示出了当参考源101用于输出内部参考频率F3(例如10MHz)时，参考源101包括振荡元件201(例如，晶体振荡器或电压控制振荡器)，用于产生起振频率信号。作为举例，向电压控制振荡器提供相应的控制电压，依据该控制电压，电压控制振荡器可对应产生相应的频率输出信号(例如10MHz)，从而使得本实用新型提供的微波模拟信号发生器不仅可以接收外部参考信号，也可以产生内部参考频率信号，从而扩充了其使用功能。

图3为根据本实用新型实施例的锁相环的结构示意图，图2示出锁相环包括基准频率电路301、鉴相器302和振荡元件(例如电压控制振荡器303)，其中基准频率电路301与电压控制振荡器303的输入端连接，用于向电压控制振荡器303提供频率振荡的基准信号；鉴相器302的输入端与电压控制振荡器303的输出端连接，鉴相器302的参考端与基准频率电路301连接，302的反馈端与电压控制振荡器303的输入端连接，用于获取电压控制振荡器303的输出频率与基准频率电路301的输入频率之间的相位差，并将相位差结果反馈给电压控制振荡器303的输入端。通过由相位差来指示电压控制振荡器303的输出频率，可以使所输出频率的频率中心不发生偏移。

在另一个例子中，多环频率发生器102还包括数字频率合成器(例如直接数字式频率合成器)，用于接收频率输入信号，并依据该频率输入信号进行频率合成处理。数字式频率合成器用于通过直接产生系列数字信号，并基于数字信号进行模拟转换而输出频率信号，具有成本低、功耗低、分辨率高和转换快速等优点。

根据本实用新型的实施例，其中分频器104具有可变的分频比。由于分频器104的分频比可变，从而只需设置一个或数目较少的分频器104即可对高频信号(例如16GHz)进行分频处理，从而简化了分频器104的电路设计。

根据本实用新型的实施例，其中频率输出模块105包括衰减器106，也参看图1，衰减器106的输入端分别与倍频器103与分频器104的输出端连接，用于对输入频率信号提供衰减处理，以满足多种设备端口对微波模拟信号发生器的电平要求，从而应用于更多领域。其中，衰减器106包括小步进数控衰减器106和/或程控机械衰减器106。本领域技术人员可以根据实际需要选取适用的衰减器106，本实用新型实施例对此不进行限定。

可选地，频率输出模块105包括脉冲调制器107，也参看图1，脉冲调制器107的输入端与衰减器106的输出端连接，用于接收衰减器106的输出频率信号，并对衰减处理后的频率输出信号进行脉冲调制处理，并输出经过脉冲调制处理后的频率信号。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种微波模拟信号发生器，其特征在于，包括参考源、多环频率发生器、倍频器、分频器、频率输出模块和电源，其中，

所述参考源，用于接收外部参考频率信号并输出该外部参考频率信号，或直接输出内部参考频率信号；

所述多环频率发生器的输入端与参考源的输出端连接，用于接收参考源的输出频率信号，并对所述参考源的输出频率信号进行多级递次频率发生处理，并输出处理后的频率信号；

所述倍频器的输入端与多环频率发生器的输出端连接，用于接收多环频率发生器的频率输出信号，并对所述多环频率发生器的输出频率进行倍频处理，并输出倍频处理后的频率信号；

所述分频器的输入端与多环频率发生器的输出端连接，用于接收多环频率发生器的频率输出信号，并对所述多环频率发生器的输出频率进行分频处理，并输出分频处理后的频率信号；

所述参考源、多环频率发生器、倍频器、分频器和频率输出模块分别与电源连接，电源用于提供各模块所需的模拟数字电压，并对供电电压进行稳压处理。

2.如权利要求1所述的微波模拟信号发生器，其特征在于，所述参考源用于输出内部参考频率，所述参考源包括振荡元件，用于产生起振频率信号。

3.如权利要求2所述的微波模拟信号发生器，其特征在于，所述振荡元件为晶体振荡器或电压控制振荡器。

4.如权利要求1所述的微波模拟信号发生器，其特征在于，所述多环频率发生器包括多个锁相环，多个锁相环为串联连接，用于对所述参考源的输出频率进行多级递次频率发生处理，其中每个锁相环对应一次频率发生处理过程。

5.如权利要求4所述的微波模拟信号发生器，其特征在于，所述多环频率发生器还包括数字频率合成器，用于接收频率输入信号，并依据所述频率输入信号进行频率合成处理。

6.如权利要求4或5所述的微波模拟信号发生器，其特征在于，所述锁相环包括基准频率电路、鉴相器和振荡元件，其中基准频率电路与振荡元件的输入端连接，用于向振荡元件提供频率振荡的基准频率信号；所述鉴相器的输入端与振荡元件的输出端连接，所述鉴相器的参考端与基准频率电路连接，所述鉴相器的反馈端与基准频率电路的输入端连接，用于获取振荡元件的输出频率与基准频率电路的输入频率之间的相位差，并将相位差结果反馈给振荡元件的输入端。

7.如权利要求1所述的微波模拟信号发生器，其特征在于，所述分频器具有可变的分频比。

8.如权利要求1所述的微波模拟信号发生器，其特征在于，所述频率输出模块包括衰减器，所述衰减器的输入端分别与倍频器及分频器的输出端连接，用于对输入频率信号提供衰减处理。

9.如权利要求8所述的微波模拟信号发生器，其特征在于，所述衰减器包括数控小步进衰减器和/或程控式衰减器。

10.如权利要求8或9所述的微波模拟信号发生器，其特征在于，所述频率输出模块包括脉冲调制器，所述脉冲调制器的输入端与衰减器的输出端连接，用于接收衰减器的输出频率信号，并对所述衰减处理后的频率输出信号进行脉冲调制处理，并输出经过脉冲调制处理后的频率信号。