專利名稱:高速低相噪鎖相環(huán)式頻率合成器的制作方法
本實用新型屬于電子技術領域：
，適用于雷達和微波通信系統(tǒng)。
在高頻和甚高頻(VHF)通信方面用的頻率合成器已很普遍，技術成熟，商品種類很多。作為儀器用的微波頻率合成器也有商售。但這些合成器的頻率切換速度都很慢，通常在毫秒量級或更慢?，F(xiàn)代雷達和微波通信系統(tǒng)中用的頻率合成器要求具有幾十微秒的切換速度，同時要求具有極高的頻率穩(wěn)定度(或者說，極低的相位噪聲)。國外已有這類頻率合成器的論文及著作。例如國際電話電報公司(ITT)的奇飛蘭(GILFILLAN)分部(美國)在1980年第34屆頻率控制年會(Proc.34th Annual Freguency Control Symposium May 1980)上的論文“采用捷變低相噪鎖相環(huán)合成器的L和S波段雷達激勵器”(AnL－and S－band RADAR exciter using agile low noise phase lorked loop Synthesigers)中提到的L和S波段鎖相環(huán)式頻率合成器采用L波段主鎖相環(huán)和工作在300～409MHz的子鎖相環(huán)，并由上變頻器和采樣鑒相器構成的S波段鎖相環(huán)。具有60微秒的切換速度和－110dBC／Hz的單邊帶相位噪聲密度載波比(1KHz偏移頻率處)的相噪性能。再如惠普公司(HP公司)1984年的儀器“微波合成信號發(fā)生器”(Synthesized Signal Generator)HP8662A，其相噪性能達到－130dBC／Hz(1KHz偏移頻率處)，但是其頻率切換速度在毫秒量級。見1984年HP公司手冊。(1984 HEWLETT PACKARD Measurement，Computation， Systems)本實用新型就是針對要求頻率切換速度高同時要求極高的頻率穩(wěn)定度這類應用而設計的一種微波頻率合成器的核心部分——主鎖相環(huán)。采用這種鎖相環(huán)并配以倍頻器，就可獲得各常用微波頻段(L、S、C、X頻段)上的頻率合成器。
本實用新型的電路方框圖如附圖1所示。其中參考信號源為高頻率穩(wěn)定度的石英晶體振蕩器，鎖相環(huán)為數(shù)字式，分頻器為高速可編程數(shù)字分頻器，相位檢波器為數(shù)字式。參考頻率經(jīng)適當分頻后加到相位檢波器，壓控振蕩器(VCO)的一部分輸出經(jīng)過可變分頻以后加到相位檢波器的另一輸入端。相位檢波器的輸出經(jīng)過低通濾波和放大后作為環(huán)路的誤差信號去控制壓控振蕩器(VCO)的振蕩頻率。VCO工作在超高頻(UHF)頻段，它的頻率與相位檢波器的鑒相頻率相差N倍，N為可變分頻比?？刂芅就可以改變VCO的頻率。輸出頻率為VCO的頻率，因此改變分頻比N就可以改變輸出頻率。當環(huán)路鎖定時，VCO被高穩(wěn)定的石英晶體振蕩器鎖住，因而得到頻率穩(wěn)定度很高的輸出信號?？刂齐娐返妮斎胫噶钚盘柺荰TL電平的二進制數(shù)碼信號。
壓控振蕩器(VCO)中采用了微帶傳輸線，它的原理線路如附圖2。四分之一波長傳輸線的終端接兩只變?nèi)莨蹹1和D2，振蕩頻率受加到變?nèi)莨蹹1和D2上的電壓V1和V2控制。振蕩電路中沒有集總電感器。振蕩輸出經(jīng)緩沖放大后送給負載。緩沖放大級與振蕩級直接耦合，它的輸出電路是普通的微帶電路，負載50Ω。整個電路制作在印刷電路板上，具有良好的抗震性能。壓控振蕩器的電源電路有盒內(nèi)穩(wěn)壓裝置，保證相噪性能良好。
高速可編程分頻器的方框圖如附圖3。全部采用商售集成電路MC12009(12013)、MC10137、E10109、E10131，它的最高工作頻率可以達到600MHz，而分頻比N從20到600可以連續(xù)改變。若附加集成電路SP8619作為前置分頻后，最高工作頻率可以超過1000MHZ。
本實用新型所述的鎖相環(huán)可以實現(xiàn)頻率間隔為幾兆赫的頻率合成。采用這種超高頻(UHF)鎖相環(huán)，配以倍頻器或者混頻器所做成的頻率合成器具有通用性強，電路單元少，設備體積重量小，成本低。
本實用新型達到如下指標1.在超高頻(UHF)頻段，單邊帶相位噪聲密度載波器，在1KHz偏移頻率處，達到－90dBC／Hz。
2.頻率切換速度小于50微秒。
本實用新型適合于作為雷達的信號源和高穩(wěn)定本振，這樣，雷達能夠得到很高的(活動目標相對固定目標)改善因子，而同時又能快速變頻以對抗積極干擾。它也適用于微波通信系統(tǒng)。當插入頻率間隔更小的附加鎖相環(huán)后，還可以得到頻率間隔小到幾十千赫的頻率合成器。
圖1高速低相噪鎖相環(huán)式頻率合成器方框圖圖2壓控振蕩器原理線路圖圖3高速可編程分頻器方框圖
權利要求
1.一種采用數(shù)字鎖相環(huán)的微波捷變頻率合成器，其特征在于鎖相環(huán)的工作頻率在300～900MHz；低相噪壓控振蕩器電路是用λ/4傳輸線構成諧振器，用差分對構成振蕩級，振蕩級與緩沖放大級直接耦合；高速可編程分頻器由MC12009(12013)、E10109、E10131、MC10137集成電路構成。
專利摘要
高速低相噪鎖相環(huán)式頻率合成器，屬于電子技術領域：
。適用于雷達和微波通信系統(tǒng)。本實用新型以超高頻(UHF)鎖相環(huán)為核心，配用倍頻器后可以獲得各常用微波頻段(L、s、c、x)的頻率合成器。這種頻率合成器具有50微秒的頻率切換速度，同時具有在IKHz偏移頻率處，單邊帶相位噪聲密度載波比為-90dBC/Hz的相噪性能。把它用作相參雷達的信號源和穩(wěn)定本振，使雷達既能對抗消極干擾，又能對抗積極干擾。它們也可以用在各種微波通信系統(tǒng)中。
文檔編號H03L7/16GK85202661SQ85202661
公開日1986年4月23日 申請日期1985年7月4日
發(fā)明者秦士, 山秀明, 羅向陽, 饒鋼 申請人:清華大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan