W波段低相噪鎖相源及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種W波段低相噪鎖相源及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]毫米波的頻率很高，直接工作在毫米波頻段的分頻器難以實現(xiàn)，因此毫米波鎖相不便采用微波直接分頻鎖相的方式;取樣鑒相器可以工作到毫米波，國外也有工作在45GHz的取樣鑒相器報道，但要求的工藝水平很高，難以實現(xiàn)。國內(nèi)市場上也采用過鎖定基頻，經(jīng)過放大、倍頻、濾波鏈路多次級聯(lián)，最終得到毫米波頻率源，但是這種方式體積非常大，倍頻器引入的非線性失真帶來的雜散難以濾除。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種W波段低相噪鎖相源，基于“基波鎖相，諧波輸出”的構(gòu)想，提高頻率源的工作頻率，采用倍頻方式、混頻加鎖相方案，克服了毫米波頻段相位噪聲較高、環(huán)路不易鎖定的困難，可以保證系統(tǒng)在W波段有較好的相噪和雜散等指標(biāo)。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:W波段低相噪鎖相源，它包括晶振、鑒相器、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器、諧波混頻器、低通濾波器、帶通濾波器、倍頻器組；晶振的第一輸出端與倍頻器組連接，倍頻器組的輸出端與帶通濾波器連接，帶通濾波器的輸出端與諧波混頻器的第一輸入端連接，晶振的第二輸出端與鑒相器的第一輸入端連接，鑒相器的輸出端與環(huán)路濾波器連接，環(huán)路濾波器的輸出端與壓控振蕩器連接，壓控振蕩器的第一輸出端與諧波混頻器的第二輸入端連接，諧波混頻器的輸出端與低通濾波器連接，低通濾波器的輸出端與鑒相器的第二輸入端連接;壓控振蕩器的第二輸出端輸出信號源。
[0005]所述的倍頻器組包括三個任意順序串聯(lián)而成的倍頻器，分別為三倍倍頻器、三倍倍頻器和五倍倍頻器。
[0006]所述的壓控振蕩器為耿式雙端口振蕩器。
[0007]所述的晶振為恒溫晶振。
[0008]W波段低相噪鎖相源的使用方法，包括以下步驟:
S1:在微波波段倍頻:對晶振進(jìn)行二次倍頻，然后經(jīng)過倍頻器組以及帶通濾波器，輸出C波段的微波信號源至諧波混頻器；
S2:晶振的另外一路信號輸出依次通過鑒相器、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器，壓控振蕩器形成基波信號后輸出至諧波混頻器；
S3:諧波混頻器將C波段的微波信號源與壓控振蕩器的基波信號進(jìn)行多次諧波混頻，輸出中頻信號；
S4:將中頻信號進(jìn)行放大鎖相，形成毫米波鎖相環(huán)路，所述的毫米波鎖相環(huán)路包括順次環(huán)狀連接的諧波混頻器、低通濾波器、鑒相器、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器;其中通過壓控振蕩器輸出暈米波。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:
(I)采用混頻方式，用高穩(wěn)定的微波源驅(qū)動諧波混頻器，再對混頻得到的中頻鎖相。高穩(wěn)定的微波源比較成熟，容易實現(xiàn)，也可以利用現(xiàn)成的微波鎖相頻綜或者倍頻源。如果微波源采用鎖相源，就形成多環(huán)鎖相系統(tǒng)，最終得到毫米波頻率源。
[0010](2)通過耿式雙端口振蕩器實現(xiàn)體積小的優(yōu)點，通過諧波混頻器使得混頻信號保持在C波段，采用倍頻源可以降低微波環(huán)路的噪聲基低，實現(xiàn)本發(fā)明的的低相噪源。
[0011](3)通過綜合運用射頻通道設(shè)計技術(shù)、頻率源設(shè)計技術(shù)和腔體結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)，采用了最新高性能器件，提高了產(chǎn)品先進(jìn)性。實現(xiàn)的毫米波頻率源具有輸出頻率高、雜散抑制高、相位噪聲低、體積小等優(yōu)點。增強(qiáng)了公司在頻率合成器領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)能力，提高了產(chǎn)品在市場上占有率。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明模塊方框圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案:如圖1所示，W波段低相噪鎖相源，它包括晶振、鑒相器、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器、諧波混頻器、低通濾波器、帶通濾波器、倍頻器組。
[0014]晶振的第一輸出端與倍頻器組連接，倍頻器組的輸出端與帶通濾波器連接，帶通濾波器的輸出端與諧波混頻器的第一輸入端連接，晶振的第二輸出端與鑒相器的第一輸入端連接，鑒相器的輸出端與環(huán)路濾波器連接，環(huán)路濾波器的輸出端與壓控振蕩器連接，壓控振蕩器的第一輸出端與諧波混頻器的第二輸入端連接，諧波混頻器的輸出端與低通濾波器連接，低通濾波器的輸出端與鑒相器的第二輸入端連接;壓控振蕩器的第二輸出端輸出信號源。
[0015]倍頻電路結(jié)構(gòu)較為簡單，可實現(xiàn)小型化，相位噪聲按照惡化，采用倍頻源可以降低微波環(huán)路的噪聲基低，實現(xiàn)本發(fā)明的的低相噪源。
[0016]所述的倍頻器組包括三個任意順序串聯(lián)而成的倍頻器，分別為三倍倍頻器、三倍倍頻器和五倍倍頻器。
[0017]所述的壓控振蕩器為耿式雙端口振蕩器。
[0018]所述的晶振為恒溫晶振。
[0019]W波段低相噪鎖相源的使用方法，包括以下步驟:
SI:在微波波段倍頻:對50MHz的晶振進(jìn)行二次倍頻，然后經(jīng)兩級三次倍頻，最后五次倍頻，輸出4.5GHz的微波信號源至諧波混頻器；
S2:晶振的另外一路信號輸出依次通過鑒相器、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器，壓控振蕩器形成基波信號后輸出至諧波混頻器；
53:諧波混頻器將4.5GHz的微波源與耿氏雙端口 VCO的基波信號進(jìn)行十次諧波混頻，輸出900MHz的中頻信號；
54:對中頻信號進(jìn)行放大鎖相，形成毫米波鎖相環(huán)路，所述的毫米波鎖相環(huán)路包括順次環(huán)狀連接的諧波混頻器、低通濾波器、鑒相器、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器;其中通過壓控振蕩器輸出暈米波。
[0020]本發(fā)明采用耿氏雙端口振蕩器、鑒相器、倍頻器、毫米波諧波混頻器、低通濾波器的混合頻率合成方式，具有輸出頻率高、體積小(通過耿式雙端口振蕩器實現(xiàn)該優(yōu)點)、雜散抑制尚等優(yōu)點。
[0021]具體地，本發(fā)明采用混頻方式，用高穩(wěn)定的微波源驅(qū)動諧波混頻器，再對混頻得到的中頻信號進(jìn)行鎖相。高穩(wěn)定的微波源比較成熟，容易實現(xiàn)，也可以利用現(xiàn)成的微波鎖相頻綜或者倍頻源。如果微波源采用鎖相源，就形成多環(huán)鎖相系統(tǒng)，最終得到毫米波頻率源。
[0022]另外，本發(fā)明還具有屏蔽設(shè)計:
將電源、本振源、數(shù)字處理板等的設(shè)計盡量相互隔開，制作在不同的PCB上，分裝在腔體的各個小腔體里。使整個高頻部分與低頻部分完全分開，這樣可以避免各功能電路相互干擾，達(dá)到較好的屏蔽效果。
【主權(quán)項】
1.W波段低相噪鎖相源，其特征在于:它包括晶振、鑒相器、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器、諧波混頻器、低通濾波器、帶通濾波器、倍頻器組；晶振的第一輸出端與倍頻器組連接，倍頻器組的輸出端與帶通濾波器連接，帶通濾波器的輸出端與諧波混頻器的第一輸入端連接，晶振的第二輸出端與鑒相器的第一輸入端連接，鑒相器的輸出端與環(huán)路濾波器連接，環(huán)路濾波器的輸出端與壓控振蕩器連接，壓控振蕩器的第一輸出端與諧波混頻器的第二輸入端連接，諧波混頻器的輸出端與低通濾波器連接，低通濾波器的輸出端與鑒相器的第二輸入端連接;壓控振蕩器的第二輸出端輸出信號源。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的W波段低相噪鎖相源，其特征在于:所述的倍頻器組包括三個任意順序串聯(lián)而成的倍頻器，分別為三倍倍頻器、三倍倍頻器和五倍倍頻器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的W波段低相噪鎖相源，其特征在于:所述的壓控振蕩器為耿式雙端口振蕩器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的W波段低相噪鎖相源，其特征在于:所述的晶振為恒溫晶振。5.如權(quán)利要求1?4中任意一項所述的W波段低相噪鎖相源的使用方法，其特征在于:包括以下步驟: SI:在微波波段倍頻:對晶振進(jìn)行二次倍頻，然后經(jīng)過倍頻器組以及帶通濾波器，輸出C波段的微波信號源至諧波混頻器； S2:晶振的另外一路信號輸出依次通過鑒相器、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器，壓控振蕩器形成基波信號后輸出至諧波混頻器； S3:諧波混頻器將C波段的微波信號源與壓控振蕩器的基波信號進(jìn)行多次諧波混頻，輸出中頻信號； S4:將中頻信號進(jìn)行放大鎖相，形成毫米波鎖相環(huán)路，所述的毫米波鎖相環(huán)路包括順次環(huán)狀連接的諧波混頻器、低通濾波器、鑒相器、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器;其中通過壓控振蕩器輸出暈米波。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種W波段低相噪鎖相源及其使用方法，晶振的第一輸出端與倍頻器組連接，倍頻器組的輸出端與帶通濾波器連接，帶通濾波器的輸出端與諧波混頻器的第一輸入端連接，晶振的第二輸出端與鑒相器的第一輸入端連接，鑒相器的輸出端與環(huán)路濾波器連接，環(huán)路濾波器的輸出端與壓控振蕩器連接，壓控振蕩器的第一輸出端與諧波混頻器的第二輸入端連接，諧波混頻器的輸出端與低通濾波器連接，低通濾波器的輸出端與鑒相器的第二輸入端連接；壓控振蕩器的第二輸出端輸出信號源。本發(fā)明基于“基波鎖相，諧波輸出”，提高頻率源的工作頻率，采用倍頻方式、混頻加鎖相方案，克服毫米波頻段相位噪聲較高、環(huán)路不易鎖定的困難，保證系統(tǒng)在W波段有較好的相噪和雜散等指標(biāo)。
【IPC分類】H03L7/16, H03L7/085
【公開號】CN105577182
【申請?zhí)枴緾N201510935226
【發(fā)明人】陳波, 鄭艷英, 徐克興
【申請人】成都九洲迪飛科技有限責(zé)任公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年12月15日