CN217063701U - 能提高相位噪声的频率源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种能提高相位噪声的频率源，包括晶振、锁相介质振荡器、锁相环、混频器和滤波器，晶振的两端分别与锁相介质振荡器和锁相环的输入端连接，锁相介质振荡器的输出端与混频器的本振端连接，锁相环的输出端与混频器的输入端连接，混频器的输出端与滤波器的输入端连接；本实用新型提供的能提高相位噪声的频率源完全替代进口和国产锁相环芯片，提高了频率源的相噪水平，降低了频率源的成本，大大提高了系统的性能。

Description

能提高相位噪声的频率源

技术领域

本实用新型涉及频率源技术领域，具体涉及一种能提高相位噪声的频率源。

背景技术

雷达系统已广泛应用于工业、商业和国防领域，在雷达系统中，最关键的部件是频率源，频率源的性能指标的好坏决定了整个雷达系统的好坏，尤其是对于测速、测距的连续波雷达，尤为重要，频率源的指标有很多，比如输出功率、杂散、稳定性等，但其中最重要的指标是相位噪声，相位噪声的高低，对多普勒测速、测距连续波雷达的灵敏度有很大的影响。国外的频率源尤其是锁相环技术水平很高，但是随着国产化的要求提出，好多国外指标高的芯片不能在有些项目中使用，但是国内的锁相环技术相比之下，又差了很多，不能满足项目的需求。在现有技术水平下，只能采取另外的一种方式，来实现高性能的频率源。

现有技术中，应用的是锁相环芯片，作为整个系统的频率源。该锁相环芯片采用内置VCO的形式，采用3.3V供电，频率可达13GHz。但是锁相环芯片，做为雷达系统的频率源，虽然简单，但是指标性能差，成本较高，会恶化整个雷达系统的探测水平。

实用新型内容

为此，本实用新型实施例提供一种能提高相位噪声的频率源，以解决现有技术存在的锁相环芯片的指标性能差，成本较高，会恶化整个雷达系统的探测水平的问题。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：

一种能提高相位噪声的频率源，包括晶振、锁相介质振荡器、锁相环、混频器和滤波器，所述晶振的两端分别与所述锁相介质振荡器和所述锁相环的输入端连接，所述锁相介质振荡器的输出端与所述混频器的本振端连接，所述锁相环的输出端与所述混频器的输入端连接，所述混频器的输出端与所述滤波器的输入端连接。

进一步的，所述锁相环为低频锁相环。

进一步的，所述锁相介质振荡器的输出频率为8.7GHz。

进一步的，所述锁相环的输出频率为1.8GHz。

进一步的，所述晶振为100M晶振。

进一步的，所述滤波器为环路滤波器。

进一步的，还包括外部上位机，所述外部上位机与所述锁相环连接用于设置不同的频点。

本实用新型至少具有以下有益效果：本实用新型提供了一种能提高相位噪声的频率源，包括晶振、锁相介质振荡器、锁相环、混频器和滤波器，晶振的两端分别与锁相介质振荡器和锁相环的输入端连接，锁相介质振荡器的输出端与混频器的本振端连接，锁相环的输出端与混频器的输入端连接，混频器的输出端与滤波器的输入端连接；本实用新型提供的能提高相位噪声的频率源完全替代进口和国产锁相环芯片，提高了频率源的相噪水平，降低了频率源的成本，大大提高了系统的性能。

附图说明

为了更清楚地说明现有技术以及本实用新型，下面将对现有技术以及本实用新型实施例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示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

图1为本实用新型实施例提供的能提高相位噪声的频率源结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的能提高相位噪声的频率源原理结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的相位噪声测试曲线图；

附图标记说明：

1-锁相介质振荡器；2-晶振；3-锁相环；4-混频器；5-滤波器。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)旨在区别指代的对象。对于具有时序流程的方案，这种术语表述方式不必理解为描述特定的顺序或先后次序，对于装置结构的方案，这种术语表述方式也不存在对重要程度、位置关系的区分等。

此外，术语“包括”、“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包括了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于已明确列出的那些步骤或单元，而是还可包含虽然并未明确列出的但对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元，或者基于本实用新型构思进一步的优化方案所增加的步骤或单元。

请参阅图1和图2，本实用新型提供一种能提高相位噪声的频率源，包括100M晶振2、锁相介质振荡器(PDRO)1、低频锁相环(PLL)3、混频器4和环路滤波器5，晶振2的两端分别与锁相介质振荡器1和锁相环3的输入端连接，锁相介质振荡器1的输出端与混频器4的本振端连接，锁相环3的输出端与混频器4的输入端连接，混频器4的输出端与滤波器5的输入端连接。本实用新型提供的能提高相位噪声的频率源成本低，结构简单，操作方便，完全替代进口和国产锁相环芯片，提高了频率源的相噪水平和可调带宽，降低了频率源的成本，大大提高了系统的性能。

本实用新型中锁相介质振荡器1的输出频率为8.7GHz，而锁相环3的输出频率为1.8GHz；锁相介质振荡器1由于采用的是取样锁相的原理实现，所以具有很好的相位噪声水平，8.7GHz在偏移1kHz的相位噪声为-115dBm/Hz，而1.8GHz在偏移1kHz处的相位噪声为-113dBm/Hz，因此10.5GHz处的相位噪声为-110dBm/Hz，测试曲线如图3所示。国产锁相环芯片在10.5G的相位噪声只有-97dBm/Hz，两者相比相位噪声提高了13dB。锁相介质振荡器1由100M晶振2提供参考输入到REF端口，产生一同频率的尖脉冲(梳状谱)信号，与微波信号进行比较并输出误差信号。当锁相介质振荡器1的输出频率与参考信号的87次谐波频率相同时，经环路滤波器5滤波后的误差信号为一稳定的直流电压，此时锁相介质振荡器1被稳定在8.7GHz；低频锁相环3参考也有100M晶振2来提供，在工作的过程中，当输出信号的频率与输入信号的频率相等时，输出电压与输入电压保持固定的相位差值，即输出电压与输入电压的相位被锁住，此时锁相环3的输出频率为1.8GHz。

1.8GHz和8.7GHz都分别接到混频器4的输入端和本振端，根据混频器4的原理，设输入信号的频率为ω1，本振信号的频率为ω2，输入信号与本振信号相乘：

cosω1·cosω2＝cos(ω1+ω2)+cos(ω1-ω2)

从上述公式中可以看出，经过混频器4后，得到的输入和本振信号的和差信号，我们需要的是和信号，也即10.5G(8.7G+1.8G＝10.5G)，差信号6.9G(8.7G-1.8G＝6.9G)经过微带滤波器5后滤除，因此最终只剩下需要的10.5G信号。

锁相介质振荡器1为点频源，8.8G点频源由晶振2提供参考，点频源输出作为混频器4的本振，锁相环3的参考也有100M晶振2提供，它的输出作为混频器4的信号输入，锁相环3的控制由外部上位机控制，可以设置不同的频点。混频器4输出经过微带滤波器5滤除多余的杂散以后作为最后的输出。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合(只要这些技术特征的组合不存在矛盾)，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述；这些未明确写出的实施例，也都应当认为是本说明书记载的范围。

上文中通过一般性说明及具体实施例对本实用新型作了较为具体和详细的描述。应当指出的是，在不脱离本实用新型构思的前提下，显然还可以对这些具体实施例作出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种能提高相位噪声的频率源，其特征在于，包括晶振、锁相介质振荡器、锁相环、混频器和滤波器，所述晶振的两端分别与所述锁相介质振荡器和所述锁相环的输入端连接，所述锁相介质振荡器的输出端与所述混频器的本振端连接，所述锁相环的输出端与所述混频器的输入端连接，所述混频器的输出端与所述滤波器的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的能提高相位噪声的频率源，其特征在于，所述锁相环为低频锁相环。

3.根据权利要求1所述的能提高相位噪声的频率源，其特征在于，所述锁相介质振荡器的输出频率为8.7GHz。

4.根据权利要求1所述的能提高相位噪声的频率源，其特征在于，所述锁相环的输出频率为1.8GHz。

5.根据权利要求1所述的能提高相位噪声的频率源，其特征在于，所述晶振为100M晶振。

6.根据权利要求1所述的能提高相位噪声的频率源，其特征在于，所述滤波器为环路滤波器。

7.根据权利要求1所述的能提高相位噪声的频率源，其特征在于，还包括外部上位机，所述外部上位机与所述锁相环连接用于设置不同的频点。

Images