專利名稱：一種全數(shù)字雷達(dá)信號(hào)源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種全數(shù)字雷達(dá)信號(hào)源。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)雷達(dá)系統(tǒng)中的信號(hào)源所采用的晶體振蕩器，由于其輸出信號(hào)范圍較低，因此很難達(dá)到不同系統(tǒng)中所需信號(hào)帶寬的要求；現(xiàn)有雷達(dá)系統(tǒng)中的信號(hào)源一般采用脈沖調(diào)制的方法合成信號(hào)，這就需要兩個(gè)直接數(shù)字頻率合成器產(chǎn)生兩路信號(hào)，在具體實(shí)施過程中，兩路信號(hào)的相干性很難保證；且鎖相環(huán)與濾波器分開布置，不便于調(diào)節(jié)濾波器的帶寬。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)背景技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型提供一種全數(shù)字雷達(dá)信號(hào)源。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種全數(shù)字雷達(dá)信號(hào)源，包括時(shí)鐘緩沖電路、數(shù)字鎖相環(huán)、直接數(shù)字頻率合成器、開關(guān)放大濾波電路、光耦隔離電路、接口電路、控制電路；時(shí)鐘緩沖電路的輸入端與晶體振蕩器連接，其輸出端與數(shù)字鎖相環(huán)的輸入端、控制電路連接；直接數(shù)字頻率合成器的輸入端、輸出端分別與數(shù)字鎖相環(huán)的輸出端、開關(guān)放大濾波電路的輸入端連接；光耦隔離電路分別與時(shí)鐘緩沖電路、數(shù)字鎖相環(huán)、直接數(shù)字頻率合成器、開關(guān)放大濾波電路、接口電路相連；控制電路與接口電路相連。所述數(shù)字鎖相環(huán)包括依次連接的分頻器I、鑒相器、數(shù)字濾波器、數(shù)控振蕩器、分頻器2，數(shù)控振蕩器的輸出端與分頻器3的輸入端連接，分頻器3的輸出端與鑒相器的輸入端連接。所述光耦隔離電路包括兩個(gè)以上的光耦合器。所述控制電路采用FPGA實(shí)現(xiàn)。所述時(shí)鐘緩沖電路由型號(hào)為⑶CE18005的芯片實(shí)現(xiàn)。所述數(shù)字鎖相環(huán)采用型號(hào)為Si5324的芯片實(shí)現(xiàn)。所述直接數(shù)字頻率合成器采用型號(hào)為AD9910的芯片實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型的工作原理如下晶體振蕩器經(jīng)過時(shí)鐘緩沖電路分為五路同頻同相的IOMHz時(shí)鐘，皆為差分輸出，其中兩路提供給控制電路作為系統(tǒng)時(shí)鐘，一路作為數(shù)字鎖相環(huán)的參考時(shí)鐘，數(shù)字鎖相環(huán)將IOMHz晶振時(shí)鐘倍頻到1GHz，輸出為差分信號(hào)，作為直接數(shù)字頻率合成器的系統(tǒng)時(shí)鐘，再由直接數(shù)字頻率合成器產(chǎn)生所需的線性調(diào)頻信號(hào)，經(jīng)過開關(guān)放大濾波電路，最后通過開關(guān)輸出至發(fā)射機(jī)。本實(shí)用新型可產(chǎn)生400MHz以下線性掃頻信號(hào)，同時(shí)，通過控制電路配置直接數(shù)字頻率合成器，可將本實(shí)用新型擴(kuò)展為頻率低于400MHz任意波形的信號(hào)源。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果I、本實(shí)用新型采用的數(shù)字鎖相環(huán)，其內(nèi)部集成了濾波器，因此不需要在鎖相環(huán)的外部重新設(shè)計(jì)濾波器，這樣不僅便于調(diào)節(jié)濾波器的帶寬，而且降低了噪聲對(duì)鎖相環(huán)影響。2、本實(shí)用新型只需一個(gè)直接數(shù)字頻率合成器，因此不需要考慮兩個(gè)直接數(shù)字頻率合成器產(chǎn)生兩路信號(hào)的相干性。3、本實(shí)用新型采用光耦隔離電路將數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)部分分開，使信號(hào)源發(fā)出的信號(hào)效果更好。 4、本實(shí)用新型采用芯片控制，其分辨率高、精度高、輸出頻帶寬、控制靈活，且可發(fā)出任意波形的信號(hào)源。

圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。圖2為本實(shí)用新型中數(shù)字鎖相環(huán)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖所示的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。如圖I所示，本實(shí)用新型包括時(shí)鐘緩沖電路、數(shù)字鎖相環(huán)、直接數(shù)字頻率合成器、開關(guān)放大濾波電路、光耦隔離電路、接口電路、控制電路；時(shí)鐘緩沖電路的輸入端與晶體振蕩器連接，其輸出端與數(shù)字鎖相環(huán)的輸入端、控制電路連接；直接數(shù)字頻率合成器的輸入端、輸出端分別與數(shù)字鎖相環(huán)的輸出端、開關(guān)放大濾波電路的輸入端連接；光耦隔離電路分別與時(shí)鐘緩沖電路、數(shù)字鎖相環(huán)、直接數(shù)字頻率合成器、開關(guān)放大濾波電路、接口電路相連；控制電路與接口電路相連；本實(shí)施例中時(shí)鐘緩沖電路由型號(hào)為CDCE18005的芯片實(shí)現(xiàn)。如圖2所示，數(shù)字鎖相環(huán)包括依次連接的分頻器I、鑒相器、數(shù)字濾波器、數(shù)控振蕩器、分頻器2，數(shù)控振蕩器的輸出端與分頻器3的輸入端連接，分頻器3的輸出端與鑒相器的輸入端連接。本實(shí)施例中數(shù)字鎖相環(huán)采用型號(hào)為Si5324的芯片實(shí)現(xiàn)；Si5324運(yùn)算處理鑒相器的相差脈沖，通過可調(diào)帶寬數(shù)字濾波器，產(chǎn)生一個(gè)數(shù)字頻率控制字M來調(diào)制數(shù)控振蕩器。分頻器1、2、3均有很大的分頻范圍，這就保證了更寬范圍信號(hào)的輸入和輸出頻率。在設(shè)計(jì)各種不同的復(fù)雜的時(shí)鐘系統(tǒng)時(shí)，只需要改變分頻器和pin管腳的配置就可以完成不同頻段的變化。本實(shí)施例中直接數(shù)字頻率合成器采用型號(hào)為AD9910的芯片實(shí)現(xiàn)。數(shù)字鎖相環(huán)輸出的信號(hào)為差分形式，下拉50ohm電阻接AD9910的輸入端；AD9910的采樣速度高達(dá)IGHz ；AD9910的輸出信號(hào)為差分形式，通過變壓器轉(zhuǎn)換為單端形式，輸出給開關(guān)放大濾波電路。開關(guān)放大濾波電路主要包含射頻開關(guān)、放大器、兩級(jí)帶通濾波器和變壓器。帶通濾波器采用天之微波的SBP系列，插針式焊接，便于切換不同頻段的射頻輸出，其增益約為-2dB ;射頻開關(guān)采用SA630D，工作頻率為DC-lGHz，在IGHz隔離度為60dB，轉(zhuǎn)換速度高達(dá)20ns,開關(guān)隔離度60dB, IdB壓縮點(diǎn)為18dBm,內(nèi)部50ohm阻抗可以和前后級(jí)良好匹配；HF/UHF頻段發(fā)射機(jī)所要求的輸入信號(hào)幅度為OdBm，直接數(shù)字頻率合成器正常輸出的幅度約為-7dBm，因此，還需要一個(gè)增益約為13dBm的放大模塊才能使直接數(shù)字頻率合成器輸出的射頻信號(hào)進(jìn)入發(fā)射機(jī)；放大器選用Mini公司生產(chǎn)的GALI系列，型號(hào)選用GALI-21+，工作頻率范圍為DC-8GHZ，增益約為14. 3dBm,噪聲系數(shù)NF=4. O。本實(shí)施例中光稱隔離電路包括三個(gè)光稱合器。光稱合器選用Avago公司的ACSL-6410、ACSL-6400和HCPL-0710。在制作信號(hào)源板時(shí)，信號(hào)源板地層的分割十分復(fù)雜，由于理想數(shù)字信號(hào)一般為矩形波，帶有大量的諧波，數(shù)字信號(hào)中的諧波很容易干擾到模擬波形；同時(shí)，當(dāng)模擬信號(hào)為高頻或強(qiáng)電信號(hào)時(shí)，也會(huì)影響到數(shù)字電路的正常工作；而數(shù)模分離處理的不好很容易產(chǎn)生數(shù)字地、模擬地的串?dāng)_；本實(shí)用新型利用光耦合器“電-光-電”的傳輸方式分離數(shù)字地與模擬地，使產(chǎn)生的信號(hào)效果更好。本實(shí)施例中接口電路分為兩種類型25針插針/插座電源連接器和49針插針/插座控制信號(hào)連接器。25針電源連接器包括數(shù)字5V、模擬5V和模擬12V電壓；兩個(gè)49針的控制信號(hào)連接器包括17個(gè)AD9910控制信號(hào)、8個(gè)CDCE18005控制信號(hào)和Si5324控制信號(hào)?？刂齐娐凡捎肍PGA實(shí)現(xiàn)。本實(shí)施例中控制電路是型號(hào)為EZ-USB FX2的芯片在PC機(jī)和FPGA的控制下實(shí)現(xiàn)的；EZ-USB FX2芯片的主要任務(wù)是配置時(shí)鐘緩沖芯片CDCE18005， 而FPGA則對(duì)數(shù)字鎖相環(huán)Si5324和直接數(shù)字頻率合成器AD9910進(jìn)行周期性寫入。
權(quán)利要求1.一種全數(shù)字雷達(dá)信號(hào)源，其特征在于包括時(shí)鐘緩沖電路、數(shù)字鎖相環(huán)、直接數(shù)字頻率合成器、開關(guān)放大濾波電路、光耦隔離電路、接口電路、控制電路；時(shí)鐘緩沖電路的輸入端與晶體振蕩器連接，其輸出端與數(shù)字鎖相環(huán)的輸入端、控制電路連接；直接數(shù)字頻率合成器的輸入端、輸出端分別與數(shù)字鎖相環(huán)的輸出端、開關(guān)放大濾波電路的輸入端連接；光耦隔離電路分別與時(shí)鐘緩沖電路、數(shù)字鎖相環(huán)、直接數(shù)字頻率合成器、開關(guān)放大濾波電路、接口電路相連；控制電路與接口電路相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種全數(shù)字雷達(dá)信號(hào)源，其特征在于所述數(shù)字鎖相環(huán)包括依次連接的分頻器I、鑒相器、數(shù)字濾波器、數(shù)控振蕩器、分頻器2，數(shù)控振蕩器的輸出端與分頻器3的輸入端連接，分頻器3的輸出端與鑒相器的輸入端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種全數(shù)字雷達(dá)信號(hào)源，其特征在于所述光耦隔離電路包括兩個(gè)以上的光耦合器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種全數(shù)字雷達(dá)信號(hào)源，其特征在于所述控制電路采用FPGA實(shí)現(xiàn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種全數(shù)字雷達(dá)信號(hào)源，其特征在于所述時(shí)鐘緩沖電路由型號(hào)為⑶CE18005的芯片實(shí)現(xiàn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種全數(shù)字雷達(dá)信號(hào)源，其特征在于所述數(shù)字鎖相環(huán)采用型號(hào)為Si5324的芯片實(shí)現(xiàn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種全數(shù)字雷達(dá)信號(hào)源，其特征在于所述直接數(shù)字頻率合成器采用型號(hào)為AD9910的芯片實(shí)現(xiàn)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種全數(shù)字雷達(dá)信號(hào)源，包括時(shí)鐘緩沖電路、數(shù)字鎖相環(huán)、直接數(shù)字頻率合成器、開關(guān)放大濾波電路、光耦隔離電路、接口電路、控制電路；時(shí)鐘緩沖電路的輸入端與晶體振蕩器連接，其輸出端與數(shù)字鎖相環(huán)的輸入端、控制電路連接；直接數(shù)字頻率合成器的輸入端、輸出端分別與數(shù)字鎖相環(huán)的輸出端、開關(guān)放大濾波電路的輸入端連接；光耦隔離電路分別與時(shí)鐘緩沖電路、數(shù)字鎖相環(huán)、直接數(shù)字頻率合成器、開關(guān)放大濾波電路、接口電路相連；控制電路與接口電路相連。本實(shí)用新型的輸出信號(hào)頻率范圍大，控制靈活，準(zhǔn)確度高，可發(fā)出任意波形的信號(hào)，適用于多頻段雷達(dá)發(fā)射信號(hào)的需求。
文檔編號(hào)G01S7/282GK202794511SQ20122049198
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月25日
發(fā)明者文必洋, 李柯, 王才軍, 田應(yīng)偉, 譚劍, 姜大鵬, 王思超 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)