DE69221219T2 - Mikrowellensynthesizer - Google Patents

Mikrowellensynthesizer

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DE69221219T2
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Alan Michael Elston
George Hjipieris
Guy Purchon
Garry Thorp
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Marconi Instruments Ltd
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/16Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/22Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using more than one loop
    • H03L7/23Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using more than one loop with pulse counters or frequency dividers
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B23/00Generation of oscillations periodically swept over a predetermined frequency range
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B2201/00Aspects of oscillators relating to varying the frequency of the oscillations
    • H03B2201/02Varying the frequency of the oscillations by electronic means
    • H03B2201/0225Varying the frequency of the oscillations by electronic means the means being associated with an element comprising distributed inductances and capacitances
    • H03B2201/0241Varying the frequency of the oscillations by electronic means the means being associated with an element comprising distributed inductances and capacitances the element being a magnetically variable element, e.g. an Yttrium Iron Garnet
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    • H03C3/0908Modifications of modulator for regulating the mean frequency using a phase locked loop

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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Description

  • Diese Erfindung bezieht sich auf Mikrowellensynthesizer. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Mikrowellensynthesizer, welche aufweisen: mehrere Oszillatorquellen, wobei jede Signale über einen Bereich von Frequenzen erzeugt, wobei die Frequenzbereiche insgesamt sich über einen Gesamtbereich erzeugter Frequenzen erstrecken; Vorrichtungen für das phasenstarre Schalten jeder der ausgewählten Oszillatorquellen, so daß sie Signale einer Frequenz erzeugt, für welche sie eingestellt ist; Vorrichtungen für die Modulation der von der ausgewählten Oszillatorquelle erzeugten Signale, wobei die modulierten Signale auf einen Ausgang des Synthesizers geleitet werden; und am Ausgang Vorrichtungen zur Messung der Leistungsstärke der Signale am Ausgang, wobei die Modulation durch die Modulationsvorrichtungen in Abhängigkeit von der festgestellten Leistungsstärke gesteuert wird, um dadurch die Signalstärke am Ausgang zu steuern.
  • Bekannte Mikrowellensynthesizer der eben beschriebenen Art sind komplex im Aufbau und langsam in der Arbeitsweise. Da sie einen komplexen Aufbau aufweisen, sind sie groß, was die Ausdehnung, schwer was das Gewicht und teuer was die Kosten betrifft, und somit ungeeignet für eine Anzahl moderner Anwendungen des Synthesizers.
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Mikrowellensynthesizer bereitzustellen, bei dem die zuvor genannten Probleme überwunden sind.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Mikrowellensynthesizer zur Verfügung gestellt, der aufweist: mehrere Oszillatorquellen, wovon jede Signale über einen Bereich von Frequenzen erzeugt, wobei die Frequenzbereiche insgesamt sich über einen Gesamtbereich erzeugter Frequenzen erstrecken; Vorrichtungen für das phasenstarre Schalten jeder der ausgewählten Oszillatorquellen, so daß sie Signale einer Frequenz erzeugt, für welche sie eingestellt ist; Vorrichtungen zur Modulation der von der ausgewählten Oszillatorquelle erzeugten Signale, wobei die modulierten Signale auf einen Ausgang des Synthesizers geleitet werden, und an dem Ausgang Vorrichtungen zur Messung der Leistungsstärke der Signale an diesem Ausgang, wobei die Modulation durch die Modulationsvorrichtungen in Abhängigkeit von der gemessenen Leistung gesteuert wird, um dadurch die Signalstärke an dem Ausgang zu steuern, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Modulatlon einen einzigen Modulator mit geringem Oberschwingungsanteil aufweist, der PIN-Dioden (23) mit langen Ladungsträgerlebensdauern aufweist, die dicke eigenleitende Schichten besitzen.
  • Die Verwendung eines einzigen Modulators mit geringem Oberschwingungsanteils, der über den ganzen Gesamtbereich von erzeugten Frequenzen arbeitet, vereinfacht den Aufbau des Synthesizers. Insbesondere ersetzt er viele von einer großen Anzahl von relativ schmalbandigen Modulatoren und ihrer zugehörigen Filter der zuvor genannten bekannten Mikrowellensynthesizer.
  • Vorzugsweise weist der Synthesizer weiterhin auf: eine weitere Oszillatorquelle zur Erzeugung von Signalen über einen Frequenzbereich, dessen Bereich zusammen mit dem Gesamtbereich über einen vollständigen Bereich von erzeugten Frequenzen reicht, und einen weiteren Modulator mit geringem Oberschwingungsanteil zur Modulation der von der weiteren Quelle erzeugten Signale, wobei die modulierten Signale auf den Ausgang des Synthesizers geleitet werden, und die Modulation durch diesen weiteren Modulator mit geringem Oberschwingungsanteil in Abhängigkeit von der an dem Ausgang durch die Meßvorrichtungen festgestellten Leistung gesteuert wird, um dadurch die Signalstärke an diesem Ausgang zu steuern. Vorzugsweise weist die Meßvorrichtung auf: einen Widerstandsmeßwertgeber an dem Ausgang des Synthesizers, und verbunden mit diesem Meßwertgeber einen Ausgangs leistungsniveaudetektor, wobei diese Meßvorrichtungen verwendet werden, um die Signalstärke an diesem Ausgang über den gesamten Bereich von Frequenzen, die auf den Ausgang geführt werden, zu steuern.
  • Solche Verwendung eines Widerstandsgebers verbessert die Anpassung des Synthesizers an das Gerät, auf welches es seine Signale überträgt. Die zuvor genannten bekannten Mikrowellensynthesizer verwenden Richtkoppler zur Steuerung des Leistungsniveaus am Ausgang des Synthesizers. Solche Verwendung begrenzt wesentlich die Anpassung des Synthesizers an das Gerät, auf das es seine Signale überträgt. Weiterhin verwenden die bekannten Synthsizer zwei Leistungsniveaudetektoren zur Steuerung des Leistungsniveaus des Ausgangs des Synthesizers, wobei die Leistungsniveaudetektoren unterschiedliche Temperaturkoeffizienten aufweisen. Dies führt zu einem Stufenwechsel beim Niveau der Ausgangsleistung des Synthesizers, wenn der Synthesizer die niervon übertragenen Frequenzen überstreicht. Die bevorzugte Verwendung eines einzigen Leistungsniveaudetektors in der vorliegenden Erfindung überwindet dieses Problem.
  • Ein Mikrowellensynthesizer gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun beispielshalber unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei:
  • Fig. 1 ein schematisches Schaltbild eines Hauptteiles des Synthesizers ist; und
  • Fig 2 ein schematisches Schaltbild des Restes des Synthesizers ist.
  • Bezüglich Fig. 1 weist der Synthesizer drei Yig (Yttrium iron garnet = Yttrium-Eisen-Granat)-abgestimmte Oszillatoren (YTO = yig tuned oscillators) 1,3,5 zur Signalerzeugung in den Frequenzbereichen 8-12, 12-20, beziehungsweise 20-26,5 GHz und einen YTO mit einem integrierten Trackingfilter (YFO) 7 zur Erzeugung von Signalen in dem Frequenzbereich von 2-8 GHz auf. Der Synthesizer weist weiterhin einen nebengeordneten Synthesizer 9 zur Erzeugung von Signalen im Bereich 0,01-2 GHz auf.
  • Die durch die drei YTO's 1, 3, 5, den YFO 7 und den nebengeordneten Synthesizer 9 erzeugten Signale werden auf einen fünf-Wege-Schalter 11 geleitet. Die Signale von den drei YTO's 1, 3, 5 werden über jeweilige Tiefpaßfilter 13, 15, 17 auf den Schalter 11 geleitet, was unerwünschte harmonische Frequenzen reduziert, die von den YTO's 1, 3, 5 erzeugt werden. Was den YFO 7 betrifft, so wird kein entsprechender Tiefpaßfilter benötigt (tatsächlich würde eine Reihe von geschaltenen Filtern verwendet), da er den integrierten Trackingfllter aufweist.
  • Ein einzelner Ausgang des Schalters 11 wird über einen 2-26,5 GHz-Richtkoppler 19 auf einen 2-26,5 GHz Modulator mit geringem Oberschwingungsanteil/variables Dämpfungsglied 21 geleitet, welcher die PIN-Dioden mit langen Ladungsträgerlebensdauern 23 aufweist, die dicke eigenleitende Schichten haben. Diese speziellen Dioden 23 sichern, daß die Erzeugung von Harmonischen durch den Modulator gering bleibt, indem sie die Wirkung des von dem Schalter 11 empfangenen Radiofrequenzsignals auf die in den eigenleitenden Schichten der Dioden 23 gespeicherte Gleichstromladung verringern. In diesem Zusammenhang soll angemerkt werden, daß in einem Diodenmodulator, wie dem Modulator 21, bei Empfang eines Radiofrequenzsignales durch Veränderungen der Impedanzen der Dioden während der Schwingungsperiode des Radiofrequenzsignales Harmonische verursacht werden. Diese Veränderungen treten auf, wenn das Verhältnis der Radiofrequenz zu der in den eigenleitenden Schichten der Dioden 23 gespeicherten Gleichstromladung hoch ist. Bei geringerer Frequenz der Radiofrequenzsignale ist das Problem der Erzeugung von Harmonischen wegen der größeren Länge der Schwingungsperiode des Radiofrequenzsignales verstärkt, was ermöglicht, daß das Radiofrequenzsignal eine stärkere Wirkung auf die gespeicherte Ladung hat. Deshalb werden die Dioden 23 des Modulators 21 für die Frequenzen im Bereich von 0,01-2 GHz d.h. für Signale von dem nebengeordneten Synthesizer 9 stark entgegengesetzt vorgespannt, um die Entstehung von Harmonischen zu vermeiden. Der Modulator 21 stellt einen Dämpfungsbereich von mehr als 30 dB für Frequenzen im Bereich von 2-26,5 GHz d.h. für Signale von den YTO's 1, 3, 5 und dem YFO 7 zur Verfüguung, während er sich wie ein Durchgang mit geringem Verlust für Frequenzen im Bereich von 0,01-2 GHz verhält. Der Modulator 21 ist wirksam, um die Leistung der Signale im Frequenzbereich 2-26,5 GHz, die von dem Synthesizer ausgegeben werden, auf einem gleichbleibenden Niveau zu halten. Dazu wird der Modulator 21 von einem Signal angesteuert, das von einem später erwähnten 0,01-26,5 GHz Diodenleistungsniveaudetektor 29 stammt.
  • Der Richtkoppler 19 teilt einen Bruchteil des von dem Schalter 11 empfangenen Signales über einen weiteren Schalter 31 an eine Abtasttorschaltung 33 ab. Die Ausgabe der Abtasttorschaltung 33 wird verwendet, um die drei YTO's 1, 3, 5 und den YFO 7 phasenstarr zu schalten, wie weiter unten unter Bezug auf Figur 2 beschrieben wird.
  • Der weitere Schalter 31 weist einen zu dem von Koppler 19 zusätzlichen Eingang von einem Zählereingang 35 des Synthesizers auf. Wenn der Schalter 31 auf den Zählereingang 35 gestellt ist, werden Frequenzen im Bereich von 0,01-26,5 GHz, die über den Zählereingang 35 eingegeben wurden, über die Abtasttorschaltung 33 zum Zählen geschickt, wie nachfolgend unter Bezug auf Figur 2 erklärt wird.
  • Kommen wir zu Modulator 21 zurück, so wird dessen Ausgang über einen 800-Ohm-Widerstandsgeber mit einem 50-Ohm- Serienwiderstand 25 auf eine Ausgangsparallelschnittstelle 27 des Mikrowellensynthesizers geführt. Der 800-Ohm- Widerstand des Widerstandsgebers 25 ist mit einem 0,01-26,5 GHz-Diodenleistungsniveaudetektor 29 für die Verwendung bei der Steuerung der Leistung der von der Ausgangsparallelschnittstelle 27 ausgegebenen 0,01-26,5 GHz-Signale verbunden. Der Detektor 29 stellt dem Modulator 21 das zuvor genannte Signal zu Verwendung bei der Steuerung der Leistung der von dem Synthesizer ausgegebenen Signale im Frequenzbereich von 2-26,5 GHz zur Verfügung. Der Detektor 29 stellt weiterhin einem später erwähnten 0,01-2 GHz-Modulator 47 ein Signal für die Verwendung zur Steuerung der Leistung der von dem Synthesizer ausgegebenen Signale im Frequenzbereich 0,01-2 GHz zur Verfügung. Bezüglich Figur 2 weist der 0,01-2 GHz-Synthesizer 9 einen 1-2 GHz Synthesizer 37 auf, einen vier-Wege-Schalter 38, eine Überlagerungseinheit oder Abwärts-Wandler 39 zur Erzeugung von Frequenzen im Bereich von 0,01-0,25 GHz, Frequenzteiler 41, 43, eine Reihe von geschalteten Tiefpaßfiltern 45, einen drei-Wege-Schalter 46, einen 0,01-2 GHz Modulator mit geringem Oberschwingungsanteil 47 und einen Verstärker 49.
  • Der 1-2 GHz Synthesizer 37 weist zwei phasenstarre Schleifen 51, 53 auf, die abwechselnd durch Verwendung eines Schalters 55 wählbar sind. Die Schleife 51 umfasst einen 1-1,4 GHz halboktavigen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) 57, gefolgt von einem Tiefpaßfilter 59 zur Reduzierung unerwünschter Harmonischer. Die Schleife 53 umfasst einen 1,4-2 GHz halboktavigen VCO 61, gefolgt von einem Tiefpaßfilter 63 zur Reduzierung unerwünschter Harmonischer. Beiden Schleifen 51, 53 gemeinsam ist ein programmierbarer eins-zu-N-Teiler 65, ein Phasenkomparator 67 mit einer Referenzfrequenz von 0,003 GHz und ein Schleifenbandbreiteneinstellfilter 69.
  • Somit wird beim Betrieb des 1-2 GHz Synthesizers 37, wenn gefordert ist, daß der Synthesizer 37 eine Frequenz in dem Bereich von 1-1,4 GHz erzeugt, durch den Schalter 55 die Schleife 51 ausgewählt, und der Frequenzteiler reguliert, bis der 1-1,4 GHz VCO 57 in der geforderten Frequenz schwingt. Gleicherweise wird, wenn gefordert ist, daß der Synthesizer 37 eine Frequenz im Bereich 1,4-2 GHz erzeugt, die Schleife 53 durch den Schalter 55 ausgewählt und der Frequenzteiler 65 reguliert, bis der 1,4-2 GHz VCO 61 in der geforderten Frequenz schwingt. Im Durchlauf-Modus (sweep-mode) des Mikrowellensynthesizers wird die Bandbreite der Schleife 51, 53 durch den Filter 69 auf etwa 100 kHz festgesetzt, um ein schnelles Starrschalten zu erreichen. Als andere Möglichkeit kann die Bandbreite der Schleifen 51, 53 für einen rauscharmen Betrieb auf 3 kHz eingestellt werden.
  • Für die Erzeugung von Frequenzen durch den Mikrowellensynthesizer im Bereich von 1-2 GHz, werden die Schalter 38, 46 so gesetzt, daß der 1-2 GHz Synthesizer 37 direkt mit dem 0,01-2 GHz Modulator mit geringem Oberschwingungsanteil 47 verbunden ist.
  • Für die Erzeugung von Frequenzen durch den Mikrowellensynthesizer im Bereich von 0,5-1 GHz, werden die von dem 1-2 GHz Synthesizer 37 erzeugten Frequenzen durch Einstellen der Schalter 38, 46 so gerichtet, daß sie über einen eins-zu-zwei-Teiler 41 auf den Modulator 47 geführt werden. Gleicherweise werden für die Erzeugung von Frequenzen durch den Mikrowellensynthesizer im Bereich vom 0,25-0,5 GHz die von dem 1-2GHz Synthesizer 37 erzeugten Frequenzen durch Einstellen der Schalter 38, 46 so gerichtet, daß sie über den eins-zu-vier-Teiler 43 auf den Modulator 47 geführt werden. Um unerwünschte Harmonische zu reduzieren werden die von den Frequenzteilern 41, 43 ausgegebenen Signale auf den Modulator 47 über eine Reihe von verbundenen Tiefpaßfiltern 45 geleitet.
  • Zur Erzeugung von Frequenzen durch den Mikrowellensynthesizer im Bereich von 0,01-0,25 GHz werden die Schalter 38, 46 so eingestellt, daß die von dem 1-2 GHz Synthesizer 37 erzeugten Frequenzen auf die Überlagerungseinheit 39 geleitet werden, und von der Überlagerungseinheit 39 ausgegebene Frequenzen direkt auf den Modulator 47 geführt werden.
  • Die Überlagerungseinheit 39 weist eine phasenstarre Schleife 71 und einen Mischer 72 auf. Die phasenstarre Schleife 71 weist einen 1,28 GHz VCO 73, einen eins-zu einhundertachtundzwanzig-Teiler 75, einen Phasenkomparator 77 mit einer Referenzfrequenz von 0,01 GHz und einen Schleifenbandbreitenfilter 79 auf. Somit mischt bei Betrieb der Überlagerungseinheit 39 der Mischer 72 die 1,28 GHz Frequenz von der phasenstarren Schleife 71 mit Frequenzen im Bereich von 1,03-1,27 GHz von dem 1-2 GHz Synthesizer 37. Die von dem Mischer 72 erzeugten Frequenzen im Bereich von 0,01-0,25 GHz werden auf den Modulator 47 geleitet. Somit werden Frequenzsignale im Bereich 0,01-2 GHz auf den Modulator mit geringem Oberschwingungsanteil 47 eingegeben. Diese Signale sind Signale mit geringem Oberschwingungsanteil, und sind so eingestellt, daß sie ein Leistungsniveau von etwa -5dBm aufweisen. Es ist notwendig, daß das Leistungsniveau der vom Modulator 47 empfangenen Signale einen so geringen Wert darstellt, um Radiofrequenz(RF)- Vorspannungen der Dioden, die der Modulator aufweist, zu reduzieren. Diese Reduzierung der RF-Vorspannung der Dioden des Modulators 47 gestattet den Betrieb des Modulators 47 bis zu einer Frequenz von 0,01 GHz hinab, ohne daß der Berieb mit geringem Oberschwingungsanteil des Modulators 47 beeinträchtigt wird. Der Modulator 47 ist wirksam, um die Signalstärke im Bereich 0,01-2 GHz der von dem Synthesizer ausgegebenen Frequenzen auf einem konstanten Niveau zu halten. Zu diesen Zweck werden der Modulator 47 wie auch der Modulator 21 von einem Signal angesteuert, das von dem 0,01-26,5 GHz Diodenleistungsniveaudetektor 29 stammt. Schließlich werden, bevor die 0,01-2 GHz Signale von dem Synthesizer 9 auf den fünf-Wege-Schalter 11 der Figur 1 geleitet werden, die Signale von dem Verstärker 49 auf ein Leistungsniveau von mehr als 15 dBm verstärkt. Um abzusichern, daß Oberschwingungen hinter dem Verstärker 49 bei weniger als -30 dBc gehalten werden, werden in dem Verstärker 49 Hochleistungsbipolartransistoren verwendet, um den Betrieb desselben gut unterhalb der Einengung zu halten.
  • Wenn er keine Frequenzen für den Eingang auf Schalter 11 der Figur 1 zur Verfügung stellt, dient der 0,01-2 GHz Synthesizer 9 dazu, Frequenzen für das phasenstarre Schalten der drei YTO's 1,3,5 und des YFO 7 bereitzustellen. In diesem Betriebsrnodus ist der Schalter 38 wie in Figur 2 gezeigt eingestellt, und ein weiterer Schalter 81 zwischen dem Frequenzteiler 41 und den Filtern ist eingestellt, um den Ausgang des Frequenzteilers 41 mit einer Vorrichtung 83 der YTO/YFO- phasenstarren Schleife (PLL = phase-locking loop) des Mikrowellensynthesizers zu verbinden.
  • Die YTO/YFO-PLL-Vorrichtung 33 weist einen Verstärker 85, eine Abtasttorschaltung 33 (auch in Figur 1 dargestellt), einen Tiefpaßfilter 87, einen weiteren Verstärker 89, einen eins-zu-vierundsechzig-Teiler 91, einen Phasenkomparator 93 mit einer Referenzfrequenz von 0,002 GHz, einen weiteren Tiefpaßfilter 95 und einen weiteren Verstärker 97 auf.
  • Bei Betrieb der YTO/YFO-PLL- Vorrichtung 83 wird die ausgegebene Frequenz von dem Frequenzteiler 41 über den Schalter 31 zum Verstärker 85 geleitet, wird vom Verstärker 85 verstärkt und wird zur Abtasttorschaltung 33 weitergeleitet. Dort wird die Frequenz mit der YTO/YFO- Frequenz, die von der Abtasttorschaltung 33 über den zwei- Wege-Schalter 31 von dem Richtkoppler 19 (siehe Figur 1) empfangen wurde, gemischt. Die sich ergebende Zwischenfrequenz (intermediate frequency IF), die an dem Ausgang der Abtasttorschaltung 33 erzeugt wird, wird dann von dem Tiefpaßfilter 87 gefiltert, um Störungen zu entfernen, von dem Verstärker 89 verstärkt, von dem Teiler 91 durch vierundsechzig geteilt, und auf den bei 0,002 GHz arbeitenden Phasenkomparator gegeben. Der Ausgang des Phasenkomparators 93 wird von dem Filter 95 Tiefpaßgefiltert, vom Verstärker 97 verstärkt und verwendet, um die Frequenzmodulations(FM)-spulen der YTO's 1,3,5 oder des YFO 7 anzusteuern. Damit kann, indem der Schalter 55 und der programmierbare eins-zu-N-Teiler 65 des 1-2 GHz Synthesizers 37 geeigneterweise eingestellt werden, der Frequenzausgang des Teilers 41 so eingestellt werden, daß er, wenn er in der Abtasttorschaltung 33 mit der YTO/YFO- Frequenz gemischt wird, mittels des Frequenzteilers 91 und des Phasenkomparators 93, der YTO's 1,3,5 oder des YFO 7 bei der erforderlichen Schwingungsfrequenz der YTO's 1,3,5 oder YFO 7 die Zwischenfrequenz erzeugt, welche für das phasenstarre Schalten benötigt wird. Obwohl für diesen Zweck Frequenzen im Bereich von 0,5-1 GHz am Ausgang des Frequenzteilers 41 verfügbar sind, werden nur Frequenzen im Bereich von 0,6-0,8 GHz tatsächlich benötigt.
  • Ein 0,01-0,4 GHz Zähler 99 Ist ebenfalls mit dem Ausgang des Verstärkers 89 verbunden. Bei Verwendung des Zählers wird eine Frequenz im Bereich von 0,01-26,5 GHz, die auf den Zählereingang 35 des Mikrowellensynthesizers gegeben wird, über den zwei-Wege-Schalter 31 an die Abtasttorschaltung 33 (siehe Figur 1) weitergeleitet, wo sie mit der von dem Frequenzteiler 41 ausgegebenen Frequenz gemischt wird. Die erzeugte Zwischenfrequenz wird von dem Filter 87 gefiltert, von dem Verstärker 89 verstärkt und auf den Zähler 99 gegeben. Für Elngangsfrequenzen unterhalb von 0,4 GHz wird das direkte Zählen angewendet. Für höhere Frequenzen werden der Schalter 55 und der Frequenzteller 65 des 1-2 GHz Synhtesizers 37 so eingestellt, daß die von der Abtasttorschaltung 33 erzeugte Zwischenfrequenz zwischen 0,07 und 0,25 GHz liegt. Die Eingangsfrequenz wird dann aus zwei Zählungen errechnet.

Claims (11)

1. Ein Mikrowellensynthesizer, der aufweist: mehrere Oszillatorquellen (1,13,3,15,5,17,7), wovon jede Signale über einen Bereich von Frequenzen erzeugt, wobei die Frequenzbereiche Insgesamt sich über einen Gesamtbereich erzeugter Frequenzen erstrecken; Vorrichtungen (19,31,83,37,38,41,81) für das phasenstarre Schalten jeder ausgewählten Oszillatorquelle (1,13,3,15,5,17,7), so daß sie Signale einer Frequenz erzeugt, für welche sie eingestellt ist; eine Vorrichtung (21) zur Modulation der Signale, die von einer ausgewählten der Oszillatorquellen (1,13,3,15,5,17,7) erzeugt werden, wobei die modulierten Signale auf einen Ausgang (27) des Synthesizers weitergeleitet werden; und an dem Ausgang (27) Vorrichtungen (25,29) zur Messung der Leistungsstärke der Signale an diesem Ausgang (27), wobei die Modulation durch die Modulationsvorrichtung (21) in Abhängigkeit von der festgestellten Leistung gesteuert wird, um dadurch die Signalstärke an dem Ausgang (27) zu steuern,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorrichtung (21) zur Modulation einen einzigen Modulator mit geringem Oberschwingungsanteil (21) aufweist, der PIN-Dioden (23) mit langen Ladungsträgerlebensdauern aufweist, die dicke eigenleitende Schichten besitzen.
2. Ein Synthesizer nach Anspruch 1, wobei die mehreren Oszillatorquellen (1,13,3,15,5,17,7) vier Oszillatorquellen (1,13,3,15,5,17,7) umfassen, welche Signale von 2-8 GHz, 8-12 GHz, 12-20 GHz beziehungsweise 20-26,5 GHz erzeugen.
3. Ein Synthesizer nach Anspruch 2, wobei: jede der 8-12 GHz, 12-20 GHz und 20-26,5 GHz Oszillatorquellen (1,13,3,15,5,17) einen Yig(Yttrium-Eisen-Granat)-abgestimmten Oszillator (YTO) (1,3,5) aufweist, gefolgt von einem Tiefpaßfilter (13,15,17) zur Reduzierung unerwünschter, durch den YTO (1,3,5) erzeugter Oberschwingungsfrequenzen, und die 2-8 GHz-Oszillatorquelle (7) einen YTO mit einem integrierten Tracking-Filter zur Reduzierung unerwünschter, von dem YTO erzeugter Oberschwingungsfrequenzen aufweist.
4. Ein Synthesizer nach Anspruch 1,2 oder 3, der weiterhin aufweist: eine weitere Oszillatorquelle (9) zur Erzeugung von Signalen über einen Frequenzbereich, dessen Bereich zusammen mit dem Gesamtbereich über einen vollständigen Bereich von erzeugten Frequenzen reicht; und einen weiteren Modulator mit geringem Oberschwingungsanteil (47) zur Modulation der von der weiteren Quelle (9) erzeugten Signale, wobei die modulierten Signale auf den Ausgang (27) des Synthesizers geleitet werden und die Modulation durch diesen weiteren Modulator mit geringem Oberschwingungsanteil (47) in Abhängigkeit von der an dem Ausgang (27) von den Meßeinrichtungen (25,29) festgestellten Leistung gesteuert wird, um dadurch die Signalstärke an diesem Ausgang (27) zu steuern.
5. Ein Synthesizer nach Anspruch 4, wobei die weitere Oszillatorquelle (9) Signale von 0,01-2 GHz erzeugt.
6. Ein Synthesizer nach Anspruch 5, wobei die weitere 0,01-2 GHz Oszillatorquelle (9) aufweist: einen 1-2 GHz Synthesizer (37), der zwei abwechselnd wählbare phasenstarre Schleifen (51,53) aufweist, von denen eine (51) einen 1-1,4 GHz spannungsgesteuerten Oszillator (57) aufweist, und die andere (53) einen 1,4-2 GHz spannungsgesteuerten Oszillator (61) aufweist, und wobei diese Schleifen einen gemeinsamen programmierbaren eins-zu-N-Teiler (65) aufweisen; eins-zu-zwei(41) und eins-zu-vier(43)-Teiler zum Empfang von 1-2 GHz Frequenzen von dem 1-2 GHz Synthesizer (37) und zur Bereitstellung von Frequenzen in den Bereichen 0,5-1 GHz beziehungsweise 0,25-0,5 GHz; und eine Überlagerungseinheit (39) für den Empfang von Frequenzen von 1,03-1,27 GHz von dem 1-2 GHz Synthesizer (37), zur Mischung dieser Frequenzen mit einer Frequenz von 1,28 GHz, die von einem 1,28 GHz spannungsgesteuerten Oszillator (73) einer phasenstarren Schleife (71) der überlagerungseinheit (39) erzeugt wird, und zur Bereitstellung von Frequenzen im Bereich 0,01-0,25 GHz.
7. Ein Synthesizer nach Anspruch 4,5 oder 6, der weiterhin einen Mehrwegeschalter (11) aufweist, mittels dessen die mehreren Oszillatorquellen (1,13,3,15,5,17,7) und die weitere Oszillatorquelle (9) abwechselnd wählbar sind.
8. Ein Synthesizer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Meßvorrichtungen (25,29) aufweisen: einen Widerstandsrneßwertgeber (25) an dem Ausgang (27) des Synthesizers; und verbunden mit diesem Meßwertgeber (25) einen Ausgangsleistungsniveaudetektor (29), wobei die Meßvorrichtungen (25,29) verwendet werden, um die Signalstärke an diesem Ausgang (27) über den gesamten Bereich von Frequenzen, die auf den Ausgang (27) geführt werden, zu steuern.
9. Ein Synthesizer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtungen zum phasenstarren Schalten (19,31,83,37,38,41,81) einer ausgewählten von mehreren Oszillatorquellen (1,13,3,15,5,17,7) aufweist: einen einzigen Richtkoppler (19) zu Abtrennung eines Teiles des von der ausgewählten Oszillatorquelle (1,13,3,15,5,17,7) erzeugten Signales; und eine Abtasttorschaltung (33), um den abgetrennten Teil mit einer Frequenz aus einem Bereich von Mischfrequenzen zu mischen, um ein Signal einer Zwischenfrequenz zu erzeugen, wobei das Signal der Zwischenfrequenz verwendet wird, um die ausgewählte Oszillatorquelle (1,13,3,15,5,17,7) phasenstarr zu schalten.
10. Ein Synthesizer nach Anspruch 9, wenn er von Anspruch 5 abhängt, wobei der Bereich der Mischfrequenzen bei 0,6-0,8 GHz liegt und von der weiteren 0,01-2 GHz Oszillatorquelle (9) stammt.
11. Ein Synthesizer nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, wobei der Richtkoppler (19) mit der Abtasttorschaltung (33) durch einen Schalter (31) verbunden ist, der einen Zählereingang (35) des Synthesizers statt mit dem Koppler (19) mit der Abtasttorschaltung (33) verbinden kann, wobei die Abtasttorschaltung (33) ein auf diesen Zählereingang geleitetes Signal mit einem aus dem Bereich von Mischfrequenzen mischt und das erzeugte Zwischenfrequenzsignal auf einen Zähler (99) weitergeleitet wird.
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