CN211296711U

CN211296711U - 一种基于锁相方式的Ku波段FMCW激励源的链路结构

Info

Publication number: CN211296711U
Application number: CN201922222805.1U
Authority: CN
Inventors: 杜珂; 王耀召
Original assignee: Nanjing Hengbo Technology Co ltd
Current assignee: JIANGSU HUAXUN ELECTRONIC TECHNOLOGY Co.,Ltd.
Priority date: 2019-12-12
Filing date: 2019-12-12
Publication date: 2020-08-18
Anticipated expiration: 2029-12-12

Abstract

本实用新型公开了一种基于锁相方式的Ku波段FMCW激励源的链路结构，包括OCXO晶振、功分器、内插本振环、可变参考环、分频器和FMCW激励环。本基于锁相方式的Ku波段FMCW激励源的链路结构，由内插本振环产生一个低相位噪声的点频源，给可变参考环做内插本振，可变参考环产生的信号与内插本振在混频器内混频，频后通过低通滤波器产生低频信号，进入第二鉴相器，将低频信号与功分器输入的信号进行鉴相比较，比较后第二鉴相器输出低通误差信号，进入第一环路滤波器滤出低频直流信号去调谐第一压控振荡器，形成回环，完成锁相，通过锁相合成的方法，设计出一个小型化，方案简单的，相位噪声较低，且低杂散输出的FMCW激励源。

Description

一种基于锁相方式的Ku波段FMCW激励源的链路结构

技术领域

本实用新型涉及射频微波技术领域，具体为一种基于锁相方式的Ku波段FMCW激励源的链路结构。

背景技术

近些年来，国家的军工雷达，航天等各种事业的飞速发展，FMCW雷达因其分辨力高，算法简易，全天候工作等，越来越多的应用在目标定位识别，汽车防爆，探测等领域，其内部核心部件是FMCW激励源，因而设计高性能，小体积的FMCW激励源，具有重要意义。传统FMCW激励源，一般采用DDS输出中频的线性调频波，然后上混频到高频段。这种做法，链路复杂，需要增加滤波器，杂散不容易控制。

随着集成电路工业的发展，许多PLL器件，已经具备产生FMCW的线性调频功能，使得设计者可以不必局限于过去必须采用DDS的方式，来设计FMCW激励源，因此提出一种基于锁相方式的Ku波段FMCW激励源的链路结构。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于锁相方式的Ku波段FMCW激励源的链路结构，具有小型化，方案简单，相位噪声较低，且低杂散的优点，解决了现有技术中链路复杂，需要增加滤波器，杂散不容易控制的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于锁相方式的Ku波段FMCW激励源的链路结构，包括OCXO晶振、功分器、内插本振环、可变参考环、分频器和FMCW激励环，所述内插本振环包括第一鉴相器、第一环路滤波器、第一压控振荡器和第一耦合器，可变参考环包括第二鉴相器、第二环路滤波器、第二压控振荡器、第二耦合器、放大器、混频器和低通滤波器，FMCW激励环包括第三鉴相器、第三环路滤波器、第三压控振荡器和第三耦合器，所述OCXO晶振的输出端与功分器的输入端相连，功分器的输出端接两路线路输出，一路线路输出接到第一鉴相器的输入端，另一路线路输出接到第二鉴相器的输入端，第一鉴相器的输出端接到第一环路滤波器的输入端，第一环路滤波器的输出端接到第一压控振荡器的输入端，第一压控振荡器的输出端接到第一耦合器的输入端，第一耦合器的输出端接回到第一鉴相器的输入端，并连接到混频器的输入端；所述第二鉴相器的输出端接到第二环路滤波器的输入端，第二环路滤波器的输出端接到第二压控振荡器的输入端，第二压控振荡器的输出端接到第二耦合器的输入端，第二耦合器的输出端接到分频器的输入端，并连接到放大器的输入端，放大器的输出端接到混频器的输入端，混频器的输出端接到低通滤波器的输入端，低通滤波器的输出端接回到第二鉴相器的输入端；所述分频器的输出端接到第三鉴相器的输入端，第三鉴相器的输出端接到第三环路滤波器的输入端，第三环路滤波器的输出端接到第三压控振荡器的输入端，第三压控振荡器的输出端接到第三耦合器的输入端，第三耦合器的输出端接信号输出，并接回到第三鉴相器的输入端。

优选的，所述OCXO晶振采用100MHz恒温晶振。

优选的，所述功分器的工作频率为100MHz。

优选的，所述第一鉴相器、第二鉴相器和第三鉴相器环内分频比为1。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本基于锁相方式的Ku波段FMCW激励源的链路结构，由内插本振环产生一个低相位噪声的点频源，给可变参考环做内插本振，可变参考环产生的信号与内插本振在混频器内混频，频后通过低通滤波器产生低频信号，进入第二鉴相器，将低频信号与功分器输入的信号进行鉴相比较，比较后第二鉴相器输出低通误差信号，进入第一环路滤波器滤出低频直流信号去调谐第一压控振荡器，形成回环，完成锁相，通过锁相合成的方法，设计出一个小型化，方案简单的，相位噪声较低，且低杂散输出的FMCW激励源。

附图说明

图1为本实用新型的整体链路结构图。

图中：1、OCXO晶振；2、功分器；3、内插本振环；4、可变参考环；5、分频器；6、FMCW激励环；7、第一鉴相器；8、第一环路滤波器；9、第一压控振荡器；10、第一耦合器；11、第二鉴相器；12、第二环路滤波器；13、第二压控振荡器；14、第二耦合器；15、放大器；16、混频器；17、低通滤波器；18、第三鉴相器；19、第三环路滤波器；20、第三压控振荡器；21、第三耦合器。

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，所描述的实施例仅仅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。

请参阅图1，一种基于锁相方式的Ku波段FMCW激励源的链路结构，包括OCXO晶振1、功分器2、内插本振环3、可变参考环4、分频器5和FMCW激励环6，OCXO晶振1采用100MHz恒温晶振，功分器2的工作频率为100MHz，内插本振环3包括第一鉴相器7、第一环路滤波器8、第一压控振荡器9和第一耦合器10，可变参考环4包括第二鉴相器11、第二环路滤波器12、第二压控振荡器13、第二耦合器14、放大器15、混频器16和低通滤波器17，FMCW激励环6包括第三鉴相器18、第三环路滤波器19、第三压控振荡器20和第三耦合器21，其中，第一鉴相器7、第二鉴相器11和第三鉴相器18环内分频比为1；OCXO晶振1的输出端与功分器2的输入端相连，功分器2的输出端接两路线路输出，一路线路输出接到第一鉴相器7的输入端，另一路线路输出接到第二鉴相器11的输入端，第一鉴相器7的输出端接到第一环路滤波器8的输入端，第一环路滤波器8的输出端接到第一压控振荡器9的输入端，第一压控振荡器9的输出端接到第一耦合器10的输入端，第一耦合器10的输出端接回到第一鉴相器7的输入端，并连接到混频器16的输入端；第二鉴相器11的输出端接到第二环路滤波器12的输入端，第二环路滤波器12的输出端接到第二压控振荡器13的输入端，第二压控振荡器13的输出端接到第二耦合器14的输入端，第二耦合器14的输出端接到分频器5的输入端，并连接到放大器15的输入端，放大器15的输出端接到混频器16的输入端，混频器16的输出端接到低通滤波器17的输入端，低通滤波器17的输出端接回到第二鉴相器11的输入端；分频器5的输出端接到第三鉴相器18的输入端，第三鉴相器18的输出端接到第三环路滤波器19的输入端，第三环路滤波器19的输出端接到第三压控振荡器20的输入端，第三压控振荡器20的输出端接到第三耦合器21的输入端，第三耦合器21的输出端接信号输出，并接回到第三鉴相器18的输入端。

该基于锁相方式的Ku波段FMCW激励源的链路结构，OCXO晶振1输出的信号通过OCXO晶振1分为两路输出，一路传输给内插本振环3，另一路传输给可变参考环4，第一鉴相器7输出步进信号，通过第一环路滤波器8和第一压控振荡器9处理后传输到第一耦合器10，第一耦合器10对信号耦合后产生一个低相位噪声的点频源，相位造成很低，该低相位点频源提供给可变参考环4做内插本振；另一路信号进入第二鉴相器11后，输出步进信号，通过第二环路滤波器12和第二压控振荡器13处理后传输到第二耦合器14，耦合后的信号传输给放大器15，放大后的信号传输到混频器16，混频器16将耦合后的信号与内插本振环3输入的内插本振混频，混频后通过低通滤波器17产生低频信号，进入第二鉴相器11，将低频信号与功分器2输入的信号进行鉴相比较，比较后第二鉴相器11输出低通误差信号，进入第一环路滤波器8滤出低频直流信号去调谐第一压控振荡器9，形成回环，完成锁相；然后将信号输出，通过可变参考环4后产生几个可变射频信号，分频后的信号具有相位噪声低，杂散性好的优点；然后将信号传输给分频器5，通过配置，锁相环产生可变调频信号，分频以后产生可变参考，产生几组可变参考中频信号，供给FMCW激励环6，FMCW激励环6的扫频范围为2GHz带宽，但是每次仅扫频20MHz范围，将扫频2GHz带宽划分为100个区间，为规避FMCW激励环6在扫频时可能出现的整数边界杂散，可从分频器5产生的几组可变参考中频信号中，为每个扫频区间配置一种固定的参考，使得100个区间在扫频时，都没有整数边界杂散，以确保扫频信号的杂散指标；同时可变参考采用内插混频锁相环产生的，其相位噪声低，折合到最终FMCW激励环6上，可变参考带来的噪声贡献比FMCW激励环6的第三鉴相器18的噪声贡献低6dB以上。从而，最终输出的FMCW扫频信号的相位噪声，基本取决于最终主环的第三鉴相器18的相位噪声，最终在15.XX～17.XX，GHz的2GHz带宽内，按照20MHz步进划分的100个扫频区间内，具有良好的相位噪声和杂散性能。

综上所述：本基于锁相方式的Ku波段FMCW激励源的链路结构，由内插本振环3产生一个低相位噪声的点频源，给可变参考环4做内插本振，可变参考环4产生的信号与内插本振在混频器16内混频，频后通过低通滤波器17产生低频信号，进入第二鉴相器11，将低频信号与功分器2输入的信号进行鉴相比较，比较后第二鉴相器11输出低通误差信号，进入第一环路滤波器8滤出低频直流信号去调谐第一压控振荡器9，形成回环，完成锁相，通过锁相合成的方法，设计出一个小型化，方案简单的，相位噪声较低，且低杂散输出的FMCW激励源。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种基于锁相方式的Ku波段FMCW激励源的链路结构，包括OCXO晶振（1）、功分器（2）、内插本振环（3）、可变参考环（4）、分频器（5）和FMCW激励环（6），其特征在于：所述内插本振环（3）包括第一鉴相器（7）、第一环路滤波器（8）、第一压控振荡器（9）和第一耦合器（10），可变参考环（4）包括第二鉴相器（11）、第二环路滤波器（12）、第二压控振荡器（13）、第二耦合器（14）、放大器（15）、混频器（16）和低通滤波器（17），FMCW激励环（6）包括第三鉴相器（18）、第三环路滤波器（19）、第三压控振荡器（20）和第三耦合器（21），所述OCXO晶振（1）的输出端与功分器（2）的输入端相连，功分器（2）的输出端接两路线路输出，一路线路输出接到第一鉴相器（7）的输入端，另一路线路输出接到第二鉴相器（11）的输入端，第一鉴相器（7）的输出端接到第一环路滤波器（8）的输入端，第一环路滤波器（8）的输出端接到第一压控振荡器（9）的输入端，第一压控振荡器（9）的输出端接到第一耦合器（10）的输入端，第一耦合器（10）的输出端接回到第一鉴相器（7）的输入端，并连接到混频器（16）的输入端；所述第二鉴相器（11）的输出端接到第二环路滤波器（12）的输入端，第二环路滤波器（12）的输出端接到第二压控振荡器（13）的输入端，第二压控振荡器（13）的输出端接到第二耦合器（14）的输入端，第二耦合器（14）的输出端接到分频器（5）的输入端，并连接到放大器（15）的输入端，放大器（15）的输出端接到混频器（16）的输入端，混频器（16）的输出端接到低通滤波器（17）的输入端，低通滤波器（17）的输出端接回到第二鉴相器（11）的输入端；所述分频器（5）的输出端接到第三鉴相器（18）的输入端，第三鉴相器（18）的输出端接到第三环路滤波器（19）的输入端，第三环路滤波器（19）的输出端接到第三压控振荡器（20）的输入端，第三压控振荡器（20）的输出端接到第三耦合器（21）的输入端，第三耦合器（21）的输出端接信号输出，并接回到第三鉴相器（18）的输入端。

2.根据权利要求1所述的一种基于锁相方式的Ku波段FMCW激励源的链路结构，其特征在于：所述OCXO晶振（1）采用100MHz恒温晶振。

3.根据权利要求1所述的一种基于锁相方式的Ku波段FMCW激励源的链路结构，其特征在于：所述功分器（2）的工作频率为100MHz。

4.根据权利要求1所述的一种基于锁相方式的Ku波段FMCW激励源的链路结构，其特征在于：所述第一鉴相器（7）、第二鉴相器（11）和第三鉴相器（18）环内分频比为1。