CN206353785U - 一种频率源及其频率切换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及了一种频率源的频率切换装置，该频率切换装置包括：一对N的第二射频开关、及与频率发生器一一对应的负载匹配网络和第一射频开关；其中，每个第一射频开关的输入端均连接其中一个频率发生器的输出端，每个第一射频开关的第一输出端均连接第二射频开关的其中一个输入端，每个第一射频开关的第二输出端均连接其中一个负载匹配网络，第二射频开关的输出端输出跳频信号，而且，第二射频开关及每个第一射频开关的控制端分别输入相应的频率控制信号。实施本实用新型的技术方案，不但可优化开关切换时的频率稳定时间，以换取更多的数据传输有效时间。而且，更大的隔离度可以保证相邻较近的频点被干扰，满足电磁兼容性问题。

Description

一种频率源及其频率切换装置

技术领域

本实用新型涉及通信领域，尤其涉及一种频率源及其频率切换装置。

背景技术

随着电子对抗领域发展，高速跳频电台已受人们的重视。跳频的频率合成器是跳频战术电台的核心。高跳速、少换频时间和精准控制是高性能战术通信设备的重要衡量因素。因此，高速的频率切换装置是频率源的重要组成部分。由于切换频点需要射频通路的开关控制，所以会导致频率源的负载变化产生频率牵引，这会大大影响跳速及有效数据通信时间。也就是说，频率切换装置产生的负载变化影响了频率源的性能。例如：项目要求1000跳/S，即每跳的时间为1mS。如果切换频点需要花费1mS，则切换频点时间占每跳时间的100％，传数据的时间占每跳时间的0％。如果切换频点时间需要花费0.1mS，则切换频点时间占每跳时间的10％，传数据的时间就可占每跳时间的90％，所以切换频点时间长短和信道传输数据有效率息息相关。

目前，频率切换装置通常采用高隔离度的缓冲器和射频开关，如图1所示，该方案不仅需要高离度的缓冲器B1、B2，用于把两个压控振荡器和射频开关后面电路隔离，而且还需要每一路压控振荡器的输出与缓冲器的输入相匹配，才能保证频率拖动满足要求。如果两个压控振荡器和缓冲器B1、B2同时一起工作，由于单独的一个射频开关的最大隔离度为60dB，较难满足高隔离度的需求(至少需要隔离度达到90dB)。如果控制缓冲器与射频开关同步开或关，虽然可以使隔离度达到90dB，满足高隔离度的要求，但缓冲器的开、关同时会引起压控振荡器输出负载的变化，同样给压控振荡器带来的负载牵引。因此，现有技术的这种频率切换装置要么不能满足高隔离度的要求，要么会引起负载牵引，另外高离度的缓冲放大器会恶化相位噪声，增加成本。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述要么不能满足高隔离度的要求，要么会引起负载牵引的缺陷，提供一种频率源及其频率切换装置，不但能满足高隔离度的要求，而且可减少负载牵引。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种频率源的频率切换装置，分别连接至少两个频率发生器，所述频率切换装置包括：

与频率发生器一一对应的负载匹配网络；

与频率发生器一一对应的第一射频开关，所述第一射频开关均为单刀双掷的射频开关；

一对N的第二射频开关，所述第二射频开关具有N个输入端及一个输出端，且N为自然数，且大于或等于频率发生器的数量；

其中，

每个所述第一射频开关的输入端均连接其中一个频率发生器的输出端，每个所述第一射频开关的第一输出端均连接所述第二射频开关的其中一个输入端，每个所述第一射频开关的第二输出端均连接其中一个负载匹配网络，所述第二射频开关的输出端输出跳频信号，而且，所述第二射频开关及每个所述第一射频开关的控制端分别输入相应的频率控制信号。

优选地，所述负载匹配网络包括与负载匹配的电阻。

优选地，所述负载匹配网络还包括匹配电容，且所述匹配电容与所述电阻相串联。

优选地，还包括与频率发生器一一对应的隔直电容，而且，所述隔直电容连接在相应第一射频开关的第一输出端与所述第二射频开关的相应输入端之间。

本实用新型还构造一种频率源，包括至少两个频率发生器，其特征在于，还包括以上所述的频率切换装置。

实施本实用新型的技术方案，由于采用射频开关串联的方式进行频率切换，当需要切换频率时，可通过控制第一射频开关和第二射频开关来实现频率源的跳频。而且，在频率切换的过程中，由于射频开关的隔离度大于缓冲器工作时的隔离度，因此可满足跳频时高隔离度的要求；另外，由于每个第一射频开关的其中一个输出端都接有负载匹配网络，且射频开关的切换时间都是nS级别，所以可减少切换开关时负载变化太大引起的频率牵引。因此，本实用新型的技术方案不但可优化开关切换时的频率稳定时间，以换取更多的数据传输有效时间。而且，更大的隔离度可以保证相邻较近的频点被干扰，满足电磁兼容性问题。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是现有技术的一种频率切换装置的逻辑结构图；

图2是本发明频率源实施一的逻辑结构图；

图3是本发明频率源的频率切换装置实施例一的逻辑结构图；

图4是本发明频率源的频率切换装置实施例二的电路图；

图5是分别对图1与图4所示的频率切换装置进行频率稳定测试的示意图；

图6是分别对图1与图4所示的频率切换装置进行隔离度测试的示意图。

具体实施方式

图2是本发明频率源实施一的逻辑结构图，该实施例的频率源包括多个频率发生器41、42、…、43及与该多个频率发生器41、42、…、43连接的频率切换装置，而且，该频率切换装置包括与频率发生器41、42、…、43一一对应的第一射频开关11、12、…、13及负载匹配网络21、22、…、23，另外，还包括一个一对N的第二射频开关30。其中，第一射频开关11、12、…、13均为单刀双掷开关，即，其具有一个输入端，两个输出端。第二射频开关30具有N个输入端及一个输出端，且N为自然数，且大于或等于频率发生器的数量，例如，频率发生器的数量为三个，第二射频开关30可选用一对三的射频开关或一对四的射频开关。

而且，在该实施例中，每个第一射频开关11、12、…、13的输入端均连接其中一个频率发生器41、42、…、43的输出端，每个第一射频开关11、12、…、13的第一输出端均连接第二射频开关30的其中一个输入端，每个第一射频开关11、12、…、13的第二输出端均连接其中一个负载匹配网络21、22、…、23。第二射频开关30的输出端输出跳频信号，而且，第二射频开关30及每个第一射频开关11、12、…、13的控制端分别输入相应的频率控制信号。

实施该实施例的技术方案，当需要切换该频率源的输出频率时，例如，若需要将频率源的输出频率由频率发生器41的输出频率切换至频率发生器42的输出频率，则可控制第一射频开关11、12，使第一射频开关11的输入端由连通第一输出端切换至连通第二输出端，使第一射频开关12的输入端由连通第二输出端切换至连通第一输出端，同时，控制第二射频开关30，使其输出端由连通第一输入端切换至连通第二输入端，从而实现频率源的跳频。在该过程中，由于射频开关的隔离度大于缓冲器工作时的隔离度，因此可满足跳频时高隔离度的要求；另外，由于每个第一射频开关的一输出端都接有负载匹配网络，而且，由于射频开关的切换都是nS级别，所以可减少切换开关时负载变化太大引起的频率牵引。因此，本实施例的技术方案不但可优化开关切换时的频率稳定时间，以换取更多的数据传输有效时间。而且，更大的隔离度可以保证相邻较近的频点被干扰，满足电磁兼容性问题。

图3是本发明频率源的频率切换装置实施例一的逻辑结构图，首先说明的是，该实施例的频率切换装置是以两个频率发生器为例进行说明的。在该实施例的频率切换装置中，包括有三个单刀双掷的射频开关U1、U2、U3，两个负载匹配网络。而且，每个负载匹配网络均包括相串联的电阻和电容，例如，第一负载匹配网络包括相串联的电阻R1和匹配电容C1，第二负载匹配网络包括相串联的电阻R2和匹配电容C2，而且，如果负载可等效成相串联的电阻R0和电容C0，则电阻R1、R2的阻值与电阻R0的阻值相当，匹配电容C1、C2的容值与电容C0的容值相当。而且，在该实施例中，射频开关U1的输入端连接射频发生器LO1，射频开关U1的其中一个输出端连接射频开关U3的其中一个输入端，射频开关U1的另一输出端接电容C1的一端，电容C1的另一端通过电阻R1接地。射频开关U2的输入端连接射频发生器LO2，射频开关U2的其中一个输出端连接射频开关U3的另一输入端，射频开关U2的另一输出端接电容C2的一端，电容C2的另一端通过电阻R2接地。射频开关U3的输出端输出跳频信号，而且，三个射频开关U1、U2、U3的控制端输入频率控制信号。

图4是本发明频率源的频率切换装置实施例二的电路图，首先说明的是，该实施例的频率切换装置是以两个频率发生器为例进行说明的，而且，该实施例的频率切换装置选用三个型号为sky13372的单刀双掷的射频开关N8006、N8007、N8008，其隔离度可达到58dB，且其开关速率为40nS。另外，两个负载匹配网络分别包括相串联的电阻R8053和电容C8200，及相串联的电阻R8065及电容C8199。当然，在其它实施例中，负载匹配网络可选用纯电阻，以满足宽频带要求。

而且，在该实施例中，射频开关N8006的输入端(引脚3)输入第一频率发生器的频率(FGU1)，射频开关N8008的输入端(引脚3)输入第二频率发生器的频率(FGU2)。射频开关N8006的第一输出端(引脚9)通过隔直电容C8075接射频开关N8007的第一输入端(引脚9)，射频开关N8008的第二输出端(引脚12)通过隔直电容C8080接射频开关N8007的第二输入端(引脚12)，射频开关N8006的第二输出端(引脚12)通过电容C8200和电阻R8053接地，射频开关N8008的第一输出端(引脚9)通过电容C8199和电阻R8065接地，射频开关N8007的输出端(引脚3)输出跳频信号(LO)。三个射频开关N8006、N8007、N8008的控制端(引脚2)分别输入频率控制信号(HP_SW)。

在使用本实施例的频率切换装置进行频率切换时，一方面，换频时间更快，可换取更多的数据传输有效时间，满足更高的跳速，保证通信的保密性及抗干扰性；另一方面，更大的隔离度可以保证相邻较近的频点被干扰，满足电磁兼容性问题。

分别对图1与图4所示的频率切换装置进行频率稳定测试，若频率拖动时间规定为：从频率控制信号(HP_SW)的边沿触发时间收敛到允许误差为100Hz的时间，则如图5所示，图1中的频率切换装置的频率拖动时间(mark2)为282uS，而图4中的频率切换装置的频率拖动时间(mark1)仅为66uS，也就是说，如果协议中要求1000跳/S，每跳时间为1mS，而图4所示的频率切换装置的频率稳定时间为0.066mS，因此能满足设计的需求，而且，还留有一定的余量。

分别对图1与图4所示的频率切换装置进行隔离度测试，如图6所示，图1中的频率切换装置的信号隔离度(mark1.2.3)为58dB，而图4中的频率切换装置的信号隔离度(mark4.5.6)为90dB，在此需说明的是，因为一个射频开关的隔离度为58dB，两个开关采用串联链接，理论上两个串联的射频开关的隔离度为一个射频开关的两倍，但实际上电路板上有辐射和空间耦合，所以隔离度只有90dB。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (5)

1.一种频率源的频率切换装置，分别连接至少两个频率发生器，其特征在于，所述频率切换装置包括：

与频率发生器一一对应的负载匹配网络；

与频率发生器一一对应的第一射频开关，所述第一射频开关均为单刀双掷的射频开关；

一对N的第二射频开关，所述第二射频开关具有N个输入端及一个输出端，且N为自然数，且大于或等于频率发生器的数量；

其中，

每个所述第一射频开关的输入端均连接其中一个频率发生器的输出端，每个所述第一射频开关的第一输出端均连接所述第二射频开关的其中一个输入端，每个所述第一射频开关的第二输出端均连接其中一个负载匹配网络，所述第二射频开关的输出端输出跳频信号，而且，所述第二射频开关及每个所述第一射频开关的控制端分别输入相应的频率控制信号。

2.根据权利要求1所述的频率源的频率切换装置，其特征在于，所述负载匹配网络包括与负载匹配的电阻。

3.根据权利要求2所述的频率源的频率切换装置，其特征在于，所述负载匹配网络还包括匹配电容，且所述匹配电容与所述电阻相串联。

4.根据权利要求1所述的频率源的频率切换装置，其特征在于，还包括与频率发生器一一对应的隔直电容，而且，所述隔直电容连接在相应第一射频开关的第一输出端与所述第二射频开关的相应输入端之间。

5.一种频率源，包括至少两个频率发生器，其特征在于，还包括权利要求1-4任一项所述的频率切换装置。