本發(fā)明涉及無(wú)線通信領(lǐng)域，具體涉及到一種高性能頻率合成器。

背景技術(shù)：

快速頻率源是電子收發(fā)信機(jī)的重要組成部分，頻率源的性能好壞決定了系統(tǒng)所能達(dá)到的最優(yōu)性能。根據(jù)合成方法的不同，頻率合成器主要可分為直接頻率合成（DS）、鎖相頻率合成（PLL）、直接數(shù)字頻率合成（DDS）三種，性能上各有優(yōu)缺點(diǎn)，相互之間可以實(shí)現(xiàn)很好的補(bǔ)充。直接頻率合成的輸出頻率切換速度快，噪聲低；但是電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、成本高、調(diào)試?yán)щy等，并且直接頻率合成技術(shù)采用了大量的頻率變換器件，引入了很多非線性雜散，因此，難以實(shí)現(xiàn)良好的雜散指標(biāo)。鎖相頻率合成器利用反饋原理，由于環(huán)路的作用，相位噪聲、雜散水平都可以做的很好，適合于對(duì)頻率切換速度不高而對(duì)相位噪聲和雜散要求比較高的應(yīng)用場(chǎng)合。直接數(shù)字頻率合成器，采用數(shù)字結(jié)構(gòu)，使DDS具有相噪低、頻率切換速度快、分辨率很高、體積小、功耗低的優(yōu)點(diǎn)；但是由于電路結(jié)構(gòu)的原因使其輸出信號(hào)雜散很多，輸出頻率不高。在實(shí)際電路設(shè)計(jì)中，通常根據(jù)系統(tǒng)性能要求，將PLL、DS和DDS技術(shù)進(jìn)行組合，得到性能更優(yōu)良的頻率合成器。這三種技術(shù)的有效組合，構(gòu)成了現(xiàn)代頻率合成技術(shù)的完整體系，目前，大部分頻率合成器都采用混合式頻率合成器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種高性能頻率合成器，具有跳頻速度快、雜散小、相位噪聲低等優(yōu)點(diǎn)，并且工作于C波段內(nèi)穩(wěn)定性能好、工作溫度范圍廣。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中提供了一種高性能頻率合成器，包括用于將一路輸入信號(hào)分成兩路信號(hào)輸出的功分器；接收功分器的輸出信號(hào)并根據(jù)輸出信號(hào)產(chǎn)生多個(gè)獨(dú)立的低相噪頻點(diǎn)作為本振信號(hào)的直接頻率合成模塊以及同時(shí)接收功分器的輸出信號(hào)并依此輸出中頻信號(hào)的直接數(shù)字頻率合成模塊；用于接收本振信號(hào)和中頻信號(hào)并將兩種信號(hào)進(jìn)行混頻以輸出低相噪、快速跳頻信號(hào)的混頻模塊；用于接收低相噪、快速跳頻信號(hào)并將此信號(hào)進(jìn)行濾波的開關(guān)濾波模塊；用于接收并將開關(guān)濾波模塊濾波輸出的信號(hào)進(jìn)行頻譜搬移最終擴(kuò)展至C波段后輸出倍頻信號(hào)功率的倍頻模塊；及用于接收并進(jìn)行放大和調(diào)整倍頻信號(hào)功率以調(diào)整整個(gè)頻帶內(nèi)的功率平坦度的放大模塊。

優(yōu)選的，直接頻率合成模塊包括梳線發(fā)生器和第一濾波器，其中，梳線發(fā)生器用于產(chǎn)生高性能本振信號(hào)。

優(yōu)選的，開關(guān)濾波模塊包括依次連接的開關(guān)A、第二濾波器和開關(guān)B，其中，第二濾波器的輸入端和輸出端均設(shè)置多個(gè)信號(hào)傳輸通道。

優(yōu)選的，直接數(shù)字頻率合成模塊在C波段內(nèi)的雜散抑制為75dBc~85dBc。

優(yōu)選的，高性能頻率合成器各個(gè)模塊的輸入阻抗和輸出阻抗均為50歐姆。

優(yōu)選的，高性能頻率合成器在頻率為1KHz或10KHz或100KHz的C波段內(nèi)的相位噪聲最大為-100dBc/Hz。

優(yōu)選的，高性能頻率合成器的工作溫度范圍是-55℃~85℃。

綜上所述，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明通過(guò)將直接頻率合成模塊與直接數(shù)字頻率合成模塊相結(jié)合的方式進(jìn)行有效整合，使得整合后的頻率合成器的輸出信號(hào)相噪低、雜散低、跳頻速度快。

2、本發(fā)明在集合了直接數(shù)字頻率合成器后，使得高性能頻率合成器的雜散性能非常好，在C波段內(nèi)的雜散抑制為75dBc~85dBc，而一般的直接數(shù)字頻率合成器很難實(shí)現(xiàn)，且該高性能頻率合成器體積小，易于集成。

3、本發(fā)明的各個(gè)模塊的輸入阻抗和輸出阻抗均為50歐姆的標(biāo)準(zhǔn)化模塊，符合電磁兼容的設(shè)計(jì)要求，并且腔體嚴(yán)格分腔，避免數(shù)模串?dāng)_，從而保證了各個(gè)模塊組件的雜散指標(biāo)達(dá)到先進(jìn)水平。

4、該高性能頻率合成器工作在C波段內(nèi)，且工作溫度范圍是-55℃~85℃，具有穩(wěn)定性能好、工作溫度范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景更廣。

5、開關(guān)濾波器將混頻模塊輸出的信號(hào)分成5路進(jìn)行傳輸以抑制不同頻段內(nèi)的雜散信號(hào)，并將信號(hào)進(jìn)行分段濾波，保證了輸出信號(hào)的超低雜散性能。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明高性能頻率合成器的模塊圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了一種高性能頻率合成器，如圖1所示，包括用于將一路輸入信號(hào)分成兩路信號(hào)輸出的功分器；接收功分器的輸出信號(hào)并根據(jù)輸出信號(hào)產(chǎn)生多個(gè)獨(dú)立的低相噪頻點(diǎn)作為本振信號(hào)的直接頻率合成模塊以及同時(shí)接收功分器的輸出信號(hào)并依此輸出中頻信號(hào)的直接數(shù)字頻率合成模塊；用于接收本振信號(hào)和中頻信號(hào)并將兩種信號(hào)進(jìn)行混頻以輸出低相噪、快速跳頻信號(hào)的混頻模塊；用于接收低相噪、快速跳頻信號(hào)并將此信號(hào)進(jìn)行濾波的開關(guān)濾波模塊；用于接收并將開關(guān)濾波模塊濾波輸出的信號(hào)進(jìn)行頻譜搬移最終擴(kuò)展至C波段后輸出倍頻信號(hào)功率的倍頻模塊；及用于接收并進(jìn)行放大和調(diào)整倍頻信號(hào)功率以調(diào)整整個(gè)頻帶內(nèi)的功率平坦度的放大模塊。

本發(fā)明的優(yōu)化實(shí)施例，直接頻率合成模塊包括梳線發(fā)生器和第一濾波器，其中，梳線發(fā)生器用于產(chǎn)生高性能本振信號(hào)，相比于傳統(tǒng)的本振信號(hào)產(chǎn)生方式，該方式相位噪聲最優(yōu)，可以保證最終輸出信號(hào)的超低相噪性能；開關(guān)濾波模塊包括依次連接的開關(guān)A、第二濾波器和開關(guān)B，其中，第二濾波器的輸入端和輸出端均設(shè)置多個(gè)信號(hào)傳輸通道；直接數(shù)字頻率合成模塊在C波段內(nèi)的雜散抑制為75dBc~85dBc；高性能頻率合成器各個(gè)模塊的輸入阻抗和輸出阻抗均為50歐姆；高性能頻率合成器在頻率為1KHz或10KHz或100KHz的C波段內(nèi)的相位噪聲最大為-100dBc/Hz；高性能頻率合成器的工作溫度范圍是-55℃~85℃。

功分器將輸入的信號(hào)分為兩路輸出，分別傳送至直接頻率合成模塊和直接數(shù)字頻率合成模塊；直接頻率合成模塊根據(jù)功分器輸出的信號(hào)產(chǎn)生多個(gè)獨(dú)立的低相噪頻點(diǎn)作為本振信號(hào)，直接數(shù)字頻率合成模塊根據(jù)功分器輸出的信號(hào)產(chǎn)生低頻段快速跳頻信號(hào)作為混頻的中頻信號(hào)；混頻模塊將直接頻率合成模塊產(chǎn)生的本振信號(hào)與直接數(shù)字頻率合成模塊產(chǎn)生的中頻信號(hào)進(jìn)行混頻，實(shí)現(xiàn)頻譜的擴(kuò)展和搬移，而后混頻模塊輸出信號(hào)即為低相噪、快速跳頻的信號(hào)；開關(guān)濾波模塊將混頻模塊的輸出信號(hào)進(jìn)行濾波，濾除混頻器的交調(diào)信號(hào)；倍頻模塊將開關(guān)濾波器的輸出信號(hào)進(jìn)行頻譜搬移，將信號(hào)頻率最終擴(kuò)展到C波段；放大模塊將倍頻模塊輸出的倍頻信號(hào)功率進(jìn)行放大并調(diào)整信號(hào)功率，從而調(diào)整整個(gè)頻帶內(nèi)的功率平坦度。

直接頻率合成模塊由梳線發(fā)生器和第一濾波器組成，具有超低相噪、高穩(wěn)定度和高頻率準(zhǔn)確度的特征；直接數(shù)字頻率合成模塊為高性能數(shù)字頻率合成器，具有快速變頻、細(xì)步進(jìn)、相位噪聲低的特征；開關(guān)濾波器為多路介質(zhì)濾波器，具有插損小、通帶窄、帶外抑制高的特點(diǎn)。 開關(guān)濾波器將混頻模塊輸出的信號(hào)分成5路以抑制不同頻段內(nèi)的雜散信號(hào)，并將信號(hào)進(jìn)行分段濾波，保證了輸出信號(hào)的超低雜散性能。

本發(fā)明的高性能頻率合成器直接采用了將直接頻率合成模塊與直接數(shù)字頻率合成模塊相結(jié)合的方式，直接頻率合成模塊輸出信號(hào)相位噪聲低，但頻率步進(jìn)大，直接數(shù)字頻率模塊輸出信號(hào)跳頻速度快，但輸出頻率低，且輸出頻帶窄，而本發(fā)明將兩種頻率合成方式進(jìn)行有效整合，使整合后的頻率合成器的輸出信號(hào)相噪低、雜散低、跳頻速度快。高性能頻率合成器各個(gè)模塊均基于先進(jìn)的微系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念及微組裝工藝進(jìn)行生產(chǎn)裝配，集成密度顯著提升，大大減小了電路尺寸，具有體積小、性能穩(wěn)定、指標(biāo)一致性高等特點(diǎn)，同時(shí)具有良好的輸入輸出匹配，適合批量化生產(chǎn)，生產(chǎn)成本大大降低，適用于雷達(dá)、電子對(duì)抗、衛(wèi)星通信等各類微波系統(tǒng)中。