CN211239828U - 一种X波段10Hz步进低杂散频率源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种X波段10Hz步进低杂散频率源，涉及雷达通信及弹载数据链通信技术领域；其包括时钟产生单元、单环锁相单元、DDS分频单元、混频放大单元和倍频放大单元，所述时钟产生单元的输出端与单环锁相单元的输入端连接，所述单环锁相单元的第一输出端与DDS分频单元的输入端连接，所述DDS分频单元的输出端与混频放大单元的第一输入端连接，所述单环锁相单元的第二输出端与混频放大单元的第二输入端连接，所述混频放大单元的输出端与倍频放大单元的输入端连接；其通过时钟产生单元、单环锁相单元、DDS分频单元、混频放大单元和倍频放大单元等技术，实现了频率源具备小频率步进和优良的杂散性能。

Description

一种X波段10Hz步进低杂散频率源

技术领域

本实用新型涉及雷达通信及弹载数据链通信技术领域，尤其涉及一种X波段10Hz步进低杂散频率源。

背景技术

在雷达通信及弹载数据链通信中，对通信质量和抗干扰性能要求越来越高，因此为整个通信系统提供的本振信号中必须具有很低的杂散信号，并且可以实现信号的快速小步进跳频，这就要求通信系统中的频率源要具备小频率步进和优良的杂散性能。

现有技术问题及思考：

如何解决频率源具备小频率步进和优良的杂散性能的技术问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种X波段10Hz步进低杂散频率源，其通过时钟产生单元、单环锁相单元、DDS分频单元、混频放大单元和倍频放大单元等技术，实现了频率源具备小频率步进和优良的杂散性能。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种X波段10Hz步进低杂散频率源，包括时钟产生单元、单环锁相单元、DDS分频单元、混频放大单元和倍频放大单元，所述时钟产生单元的输出端与单环锁相单元的输入端连接，所述单环锁相单元的第一输出端与DDS分频单元的输入端连接，所述DDS分频单元的输出端与混频放大单元的第一输入端连接，所述单环锁相单元的第二输出端与混频放大单元的第二输入端连接，所述混频放大单元的输出端与倍频放大单元的输入端连接。

进一步的技术方案在于：所述时钟产生单元包括依次连接的晶振、第一放大器和第一低通滤波器，所述晶振为用于产生40MHz时钟信号的晶振，晶振经第一放大器接入第一低通滤波器的输入端，所述第一低通滤波器的输出端与单环锁相单元的输入端连接。

进一步的技术方案在于：所述单环锁相单元包括单片机、鉴相器、环路滤波器、压控振荡器、第一功分器、第二放大器和第二功分器，所述时钟产生单元的输出端与鉴相器的参考时钟输入端连接，所述单片机的第一控制端与鉴相器的受控信号接收端连接，所述鉴相器的输出端经环路滤波器连接至压控振荡器的输入端，所述压控振荡器的输出端与第一功分器的输入端连接，所述第一功分器的第一输出端经第二放大器与第二功分器的输入端连接，第一功分器的第二输出端与鉴相器的射频输入端连接，所述第二功分器的第一输出端与DDS分频单元的输入端连接，第二功分器的第二输出端与混频放大单元的第二输入端连接。

进一步的技术方案在于：所述DDS分频单元包括依次连接的DDS电路、传输线变压器、高通滤波器、第三放大器和低通滤波器，所述单环锁相单元的第一输出端与DDS电路的参考时钟输入端连接，所述单片机的第二控制端与DDS电路的控制端连接，所述DDS电路的输出端经传输线变压器连接至高通滤波器的输入端，所述高通滤波器的输出端与第三放大器的输入端连接，所述第三放大器的输出端与低通滤波器的输入端连接，所述低通滤波器的输出端与混频放大单元的第一输入端连接。

进一步的技术方案在于：所述混频放大单元包括混频器、第四放大器、第一带通滤波器和第五放大器，所述DDS分频单元的输出端与混频器的中频输入端连接，所述单环锁相单元的第二输出端经第四放大器连接至混频器的本振输入端，所述混频器的输出端与第一带通滤波器的输入端连接，所述第一带通滤波器的输出端与第五放大器的输入端连接，所述第五放大器的输出端与倍频放大单元的输入端连接。

进一步的技术方案在于：所述倍频放大单元包括依次连接的四倍频器、第二带通滤波器和第六放大器，所述混频放大单元的输出端与四倍频器的输入端连接，所述四倍频器的输出端与第二带通滤波器的输入端连接，所述第二带通滤波器的输出端与第六放大器的输入端连接。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

一种X波段10Hz步进低杂散频率源，包括时钟产生单元、单环锁相单元、DDS分频单元、混频放大单元和倍频放大单元，所述时钟产生单元的输出端与单环锁相单元的输入端连接，所述单环锁相单元的第一输出端与DDS分频单元的输入端连接，所述DDS分频单元的输出端与混频放大单元的第一输入端连接，所述单环锁相单元的第二输出端与混频放大单元的第二输入端连接，所述混频放大单元的输出端与倍频放大单元的输入端连接。其通过时钟产生单元、单环锁相单元、DDS分频单元、混频放大单元和倍频放大单元等技术，实现了频率源具备小频率步进和优良的杂散性能。

详见具体实施方式部分描述。

附图说明

图1是本实用新型的原理框图；

图2是本实用新型中时钟产生单元的原理框图；

图3是本实用新型中单环锁相单元的原理框图；

图4是本实用新型中DDS分频单元的原理框图；

图5是本实用新型中混频放大单元的原理框图；

图6是本实用新型中倍频放大单元的原理框图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是本申请还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1～图6所示，本实用新型公开了一种X波段10Hz步进低杂散频率源，包括时钟产生单元、单环锁相单元、DDS分频单元、混频放大单元和倍频放大单元，所述时钟产生单元的输出端与单环锁相单元的输入端连接，所述单环锁相单元的第一输出端与DDS分频单元的输入端连接，所述DDS分频单元的输出端与混频放大单元的第一输入端连接，所述单环锁相单元的第二输出端与混频放大单元的第二输入端连接，所述混频放大单元的输出端与倍频放大单元的输入端连接。

所述时钟产生单元包括依次连接的晶振、第一放大器和第一低通滤波器，所述晶振为用于产生40MHz时钟信号的晶振，晶振经第一放大器接入第一低通滤波器的输入端，所述第一低通滤波器的输出端与单环锁相单元的输入端连接。

所述单环锁相单元包括单片机、鉴相器、环路滤波器、压控振荡器、第一功分器、第二放大器和第二功分器，所述时钟产生单元的输出端与鉴相器的参考时钟输入端连接，所述单片机的第一控制端与鉴相器的受控信号接收端连接，所述鉴相器的输出端经环路滤波器连接至压控振荡器的输入端，所述压控振荡器的输出端与第一功分器的输入端连接，所述第一功分器的第一输出端经第二放大器与第二功分器的输入端连接，第一功分器的第二输出端与鉴相器的射频输入端连接，所述第二功分器的第一输出端与DDS分频单元的输入端连接，第二功分器的第二输出端与混频放大单元的第二输入端连接。

所述DDS分频单元包括依次连接的DDS电路、传输线变压器、高通滤波器、第三放大器和低通滤波器，所述单环锁相单元的第一输出端与DDS电路的参考时钟输入端连接，所述单片机的第二控制端与DDS电路的控制端连接，所述DDS电路的输出端经传输线变压器连接至高通滤波器的输入端，所述高通滤波器的输出端与第三放大器的输入端连接，所述第三放大器的输出端与低通滤波器的输入端连接，所述低通滤波器的输出端与混频放大单元的第一输入端连接。

所述混频放大单元包括混频器、第四放大器、第一带通滤波器和第五放大器，所述DDS分频单元的输出端与混频器的中频输入端连接，所述单环锁相单元的第二输出端经第四放大器连接至混频器的本振输入端，所述混频器的输出端与第一带通滤波器的输入端连接，所述第一带通滤波器的输出端与第五放大器的输入端连接，所述第五放大器的输出端与倍频放大单元的输入端连接。

所述倍频放大单元包括依次连接的四倍频器、第二带通滤波器和第六放大器，所述混频放大单元的输出端与四倍频器的输入端连接，所述四倍频器的输出端与第二带通滤波器的输入端连接，所述第二带通滤波器的输出端与第六放大器的输入端连接。

说明：

如图1所示，一种X波段10Hz步进低杂散频率源，包括时钟产生单元、单环锁相单元、DDS分频单元、混频放大单元及倍频放大单元；所述时钟产生单元的输出端连接单环锁相单元的输入端，所述单环锁相单元的第一输出端连接DDS分频单元的输入端，所述DDS分频单元的输出端接入混频放大单元的第一输入端，所述单环锁相单元的第二输出端连接混频放大单元的第二输入端，所述混频放大单元的输出端接入倍频放大单元的输入端，所述倍频放大单元的输出即为X波段频率源输出信号。

如图2所示，所述时钟产生单元包括晶振、第一放大器和第一低通滤波器；所述晶振用于产生40MHz时钟信号，做为单环锁相单元的参考时钟；所述第一放大器用于将40MHz时钟信号放大到所需的功率；所述第一带通滤波器用于将放大后的40MHz时钟信号中的谐杂波分量进行有效抑制。

如图3所示，所述单环锁相单元包括单片机、鉴相器、环路滤波器、压控振荡器、第一功分器、第二放大器和第二功分器；所述压控振荡器根据输入的控制电压输出3240MHz点频信号；第一功分器用于是将该信号功分成两路，其中一路3240MHz信号经第二放大器放大到所需的功率后送入第二功分器；所述第二功分器将3240MHz信号功分为两路，分别作为DDS分频单元的参考时钟信号和混频放大单元的本振信号；所述第一功分器输出的另一路3240MHz信号送入鉴相器的射频输入端进行锁相；所述时钟产生单元送来的40MHz参考时钟信号送入鉴相器；所述鉴相器根据单片机的控制信号，将时钟产生单元送来的40MHz参考时钟信号与鉴相器射频输入的3240MHz信号在鉴相器内部进行分频锁相，输出相应的控制电压，该电压经过环路滤波器滤波后去控制压控振荡器输出所需要的频率。

如图4所示，所述DDS分频单元包括DDS电路、传输线变压器、高通滤波器、第三放大器和低通滤波器；所述单环锁相单元送来的3240MHz信号接入DDS电路的参考时钟输入端；所述单片机根据DDS电路需要输出的频率值产生相应的控制信号并送到DDS电路的控制端；所述DDS电路根据单片机的控制信号，将3240MHz参考时钟信号进行分频后输出244.25～294.25MHz频率范围内步进为2.5Hz的中频信号；该中频信号经传输线变压器进行阻抗匹配后送入高通滤波器；所述高通滤波器用于将该中频信号中的低频杂散进行有效抑制后送入第三放大器；所述第三放大器将该中频信号放大到所需的功率后送入低通滤波器；所述低通滤波器用于将该中频信号中的高频杂散和谐波分量进行有效抑制，然后作为DDS分频单元的输出连接到混频放大单元。

如图5所示，所述混频放大单元包括混频器、第四放大器、第一带通滤波器和第五放大器；所述DDS分频单元送来的244.25～294.25MHz信号接入混频器的中频输入端；所述单环锁相单元送来的3240MHz信号经第四放大器放大到所需的功率后接入混频器的本振输入端；所述混频器将244.25～294.25MHz中频信号与3240MHz本振信号进行混频，产生2945.75～2995.75MHz射频信号并送入第一带通滤波器；所述第一带通滤波器将该射频信号的带外杂散进行有效抑制后送入第五放大器；所述第五放大器将该射频信号放大到所需的功率后输出。

如图6所示，所述倍频放大单元包括四倍频器、第二带通滤波器和第六放大器；所述四倍频器将混频放大单元送来的2945.75～2995.75MHz信号进行四倍频后产生11783～11983MHz信号，然后接入第二带通滤波器；所述第二带通滤波器将11783～11983MHz信号的带外杂散进行有效抑制后送入第六放大器；所述第六放大器将11783～11983MHz信号放大到足够的功率后，最终输出X波段频率信号。

其中，鉴相器采用的是ADI公司的低相噪鉴相器HMC704LP4，将40MHz时钟信号进行81倍锁相后得到3240MHz信号；DDS电路采用的ADI公司AD9914，输出244.25～294.25MHz信号的频率步进为2.5Hz；混频器采用的是Mini-Circuits公司的MCA1-42LH+混频器；四倍频器采用的是ADI公司的HMC695LP4倍频器；最终输出的X波段频率源信号可以实现10Hz的频率步进，杂散性能可以达到≤-60dBc，相位噪声性能为≤-98dBc/Hz@10KHz。

本申请保密运行一段时间后，技术人员反馈的有益之处在于：

通过选择晶振、四倍频器、鉴相器、压控振荡器、混频器、带通滤波器及放大器等器件，可以将输出信号的频率范围扩展到其它频段；通过更改单片机的程序，可以调整频率源输出信号的频率范围及频率步进。这样本实用新型可以应用到更宽的领域，满足更多的需求。

Claims (6)

1.一种X波段10Hz步进低杂散频率源，其特征在于：包括时钟产生单元、单环锁相单元、DDS分频单元、混频放大单元和倍频放大单元，所述时钟产生单元的输出端与单环锁相单元的输入端连接，所述单环锁相单元的第一输出端与DDS分频单元的输入端连接，所述DDS分频单元的输出端与混频放大单元的第一输入端连接，所述单环锁相单元的第二输出端与混频放大单元的第二输入端连接，所述混频放大单元的输出端与倍频放大单元的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种X波段10Hz步进低杂散频率源，其特征在于：所述时钟产生单元包括依次连接的晶振、第一放大器和第一低通滤波器，所述晶振为用于产生40MHz时钟信号的晶振，晶振经第一放大器接入第一低通滤波器的输入端，所述第一低通滤波器的输出端与单环锁相单元的输入端连接。

3.根据权利要求1所述的一种X波段10Hz步进低杂散频率源，其特征在于：所述单环锁相单元包括单片机、鉴相器、环路滤波器、压控振荡器、第一功分器、第二放大器和第二功分器，所述时钟产生单元的输出端与鉴相器的参考时钟输入端连接，所述单片机的第一控制端与鉴相器的受控信号接收端连接，所述鉴相器的输出端经环路滤波器连接至压控振荡器的输入端，所述压控振荡器的输出端与第一功分器的输入端连接，所述第一功分器的第一输出端经第二放大器与第二功分器的输入端连接，第一功分器的第二输出端与鉴相器的射频输入端连接，所述第二功分器的第一输出端与DDS分频单元的输入端连接，第二功分器的第二输出端与混频放大单元的第二输入端连接。

4.根据权利要求3所述的一种X波段10Hz步进低杂散频率源，其特征在于：所述DDS分频单元包括依次连接的DDS电路、传输线变压器、高通滤波器、第三放大器和低通滤波器，所述单环锁相单元的第一输出端与DDS电路的参考时钟输入端连接，所述单片机的第二控制端与DDS电路的控制端连接，所述DDS电路的输出端经传输线变压器连接至高通滤波器的输入端，所述高通滤波器的输出端与第三放大器的输入端连接，所述第三放大器的输出端与低通滤波器的输入端连接，所述低通滤波器的输出端与混频放大单元的第一输入端连接。

5.根据权利要求1所述的一种X波段10Hz步进低杂散频率源，其特征在于：所述混频放大单元包括混频器、第四放大器、第一带通滤波器和第五放大器，所述DDS分频单元的输出端与混频器的中频输入端连接，所述单环锁相单元的第二输出端经第四放大器连接至混频器的本振输入端，所述混频器的输出端与第一带通滤波器的输入端连接，所述第一带通滤波器的输出端与第五放大器的输入端连接，所述第五放大器的输出端与倍频放大单元的输入端连接。

6.根据权利要求1所述的一种X波段10Hz步进低杂散频率源，其特征在于：所述倍频放大单元包括依次连接的四倍频器、第二带通滤波器和第六放大器，所述混频放大单元的输出端与四倍频器的输入端连接，所述四倍频器的输出端与第二带通滤波器的输入端连接，所述第二带通滤波器的输出端与第六放大器的输入端连接。

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