一種s波段測波雷達頻率合成器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及微波多普勒雷達技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種S波段測波雷達頻率合成器。
【背景技術(shù)】
[0002]微波多普勒測波雷達是一種基于多普勒原理，通過連續(xù)測量各方向水質(zhì)點的軌道速度和回波強度，利用線性海浪理論獲取海浪譜及海浪參數(shù)的新型雷達。雷達的測量精度高、天線體積小、環(huán)境干擾少，易于實現(xiàn)海浪的全天候?qū)崟r測量。同時，微波多普勒測波雷達具有較高的分辨率，能準確反映海面的細節(jié)信息，對海洋環(huán)境觀測、海洋調(diào)查及海洋科學(xué)研究有著重要價值，具有廣泛的應(yīng)用前景。因此，許多國家都在積極發(fā)展著微波多普勒雷達海浪測量技術(shù)，并將其作為海洋觀測體系中的重要組成部分。然而，用于海洋環(huán)境監(jiān)測S波段測波雷達的頻率合成技術(shù)，是該類型雷達硬件設(shè)計過程中的重要技術(shù)環(huán)節(jié)，它既是發(fā)射機的激勵信號源，也是接收機的本地振蕩器，高效低成本的設(shè)計硬件方法已經(jīng)越來越受到研究人員們的重視。
[0003]目前，實際的頻率合成設(shè)備主要采用四種技術(shù):直接模擬合成法、鎖相環(huán)合成法、直接數(shù)字合成法以及鎖相環(huán)與數(shù)字合成結(jié)合方法。其中直接模擬合成法利用倍頻、分頻及濾波從單一頻率產(chǎn)生多個所需的頻率，該方法的頻率轉(zhuǎn)換時間快，但是體積大、功耗大;鎖相環(huán)合成法通過鎖相完成頻率的各類運算，該方法的結(jié)構(gòu)簡化、便于集成，且頻譜純度高，但是存在高分辨率與轉(zhuǎn)換時間之間的矛盾;直接數(shù)字頻率合成利用計算機技術(shù)，其方法分辨率高，轉(zhuǎn)換時間短，輸出雜散信少，但該方法的缺點是成本較高，且不能做到任意頻率的合成，不能直接產(chǎn)生S波段的信號；直接數(shù)字頻率合成器和鎖相環(huán)結(jié)合的方法的基本原理是，先用直接數(shù)字頻率合成器產(chǎn)生一定頻率的信號，再通過鎖相環(huán)生成更高頻率的信號，該方法能產(chǎn)生指定頻率的信號，其缺點是相位噪聲較大，器件較多，線路復(fù)雜。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種S波段測波雷達的頻率合成器。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種S波段測波雷達頻率合成器，包括第一本振產(chǎn)生模塊、射頻產(chǎn)生模塊、740MHz放大模塊及第二本振產(chǎn)生模塊；
[0007]所述第一本振產(chǎn)生模塊的輸入端用于輸入單頻信號Fl，所述第一本振產(chǎn)生模塊的輸出端分為兩路，其中一路輸出正弦波信號L01，給S波段測波雷達的模擬前端，作為其第一本振信號，另一路接射頻產(chǎn)生模塊的第一輸入端;所述740MHz放大模塊的輸入端用于輸入單頻信號F3，所述740MHz放大模塊的輸出端分為兩路，其中一路接射頻產(chǎn)生模塊的第二輸入端，另一路接第二本振產(chǎn)生模塊的第一輸入端;所述射頻產(chǎn)生模塊的第三輸入端用于輸入線性調(diào)頻中斷連續(xù)波信號F2，所述射頻產(chǎn)生模塊的輸出端用于輸出線性調(diào)頻中斷連續(xù)波信號RF給S波段測波雷達的發(fā)射機發(fā)射;所述第二本振產(chǎn)生模塊的第二輸入端用于輸入線性調(diào)頻連續(xù)波信號F4，所述第二本振產(chǎn)生模塊的輸出端輸出線性調(diào)頻連續(xù)波信號L02，給S波段測波雷達的模擬前端，作為其第二本振信號。
[0008]其中，所述第一本振產(chǎn)生模塊，從輸入端到輸出端包括依次連接的一個放大器、一個帶通濾波器、一個Π型電阻匹配網(wǎng)絡(luò)和一個功分器，其中，所述放大器的輸入端輸入的是單頻信號Fl，所述功分器的其中一個輸出端輸出的是正弦波信號LOl，給S波段測波雷達的模擬前端，作為其第一本振信號，另一個輸出端接接射頻產(chǎn)生模塊的第一輸入端；
[0009]所述射頻產(chǎn)生模塊，從輸入端到輸出端包括依次連接的第一個混頻器、第一個帶通濾波器、Π型電阻匹配網(wǎng)絡(luò)、第一個放大器、第二個混頻器、第二個帶通濾波器、第二個放大器及第三個帶通濾波器，其中，所述第一個混頻器的兩個輸入端分別作為所述射頻產(chǎn)生模塊的第三輸入端和第二輸入端，用于輸入線性調(diào)頻中斷連續(xù)波信號F2和740MHz放大模塊的輸出信號，所述第二個混頻器的其中一輸入端作為所述射頻產(chǎn)生模塊的第一輸入端，用于接入第一本振產(chǎn)生模塊，所述第三個帶通濾波器的輸出端作為所述射頻產(chǎn)生模塊的輸出端，用于輸出線性調(diào)頻中斷連續(xù)波信號RF給S波段測波雷達的發(fā)射機發(fā)射；
[0010]所述740MHz放大模塊，從輸入端到輸出端包括依次連接的一個放大器、一個聲表濾波器、一個Π型電阻匹配網(wǎng)絡(luò)和一個功分器，其中，所述放大器的輸入端輸入的是單頻信號F3，所述功分器的兩個輸出端分別接入射頻產(chǎn)生模塊的第二輸入端和第二本振產(chǎn)生模塊的第一輸入端；
[0011]所述第二本振產(chǎn)生模塊，從輸入端到輸出端包括依次連接的第一個放大器、第一個帶通濾波器、混頻器、Π型電阻匹配網(wǎng)絡(luò)、第二個帶通濾波器、第二個放大器及第三個帶通濾波器，其中，所述第一個放大器的輸入端作為所述第二本振產(chǎn)生模塊的第二輸入端，用于輸入線性調(diào)頻連續(xù)波信號F4，所述混頻器的另一輸入端作為所述第二本振產(chǎn)生模塊的第一輸入端，用于接入740MHz放大模塊，所述第三個帶通濾波器的輸出端作為所述第二本振產(chǎn)生模塊的輸出端，用于輸出線性調(diào)頻連續(xù)波信號L02，給S波段測波雷達的模擬前端，作為其第二本振信號。
[0012]其中，所述頻率合成器的四個輸入信號分別為S波段測波雷達信號源所產(chǎn)生的I個線性調(diào)頻連續(xù)波信號F4、l個線性調(diào)頻中斷連續(xù)波信號F2和2個單頻信號，分別為單頻信號Fl和單頻信號F3;
[0013]所述單頻信號Fl為正弦波信號，頻率為2170-2370MHZ，功率為-6dBm;
[0014]所述單頻信號F3為正弦波信號，頻率為740MHz，功率為-4dBm;
[0015]所述線性調(diào)頻連續(xù)波信號F4的中心頻率為201.5MHz，帶寬為30MHz，功率為-24dBm；
[0016]所述線性調(diào)頻中斷連續(xù)波信號F2的中心頻率為160MHz，帶寬為30MHz，功率為-13dBm；
[0017]其中，輸入的所述單頻信號Fl和單頻信號F3可以不相干。
[0018]其中，所述頻率合成器的四個輸入信號經(jīng)過所述頻率合成器，輸出一個頻率為(2750-2950) ± 15MHz的線性調(diào)頻中斷連續(xù)波信號RF給S波段測波雷達的發(fā)射機發(fā)射，所述線性調(diào)頻中斷連續(xù)波信號RF的帶寬為30MHz，功率為OdBm;輸出一個頻率為2170-2370MHZ的正弦波信號LOl，給S波段測波雷達的模擬前端，作為其第一本振信號，其功率為+7dBm;輸出一個頻率為538.5MHz的線性調(diào)頻連續(xù)波信號L02，給S波段測波雷達的模擬前端，作為其第二本振信號，其帶寬為30MHz，功率為7dBm。
[0019]其中，在所述第一本振產(chǎn)生模塊中，所述放大器采用GAL1-84+，其增益218dB，噪聲系數(shù)< 4.5，輸出3階截點> 34dB;
[0020]所述帶通濾波器采用Min1-Circuits公司的BFCN-2275+，通帶范圍2170-2380MHz，損耗< 3dB，阻帶衰減I 30dB ；
[0021 ] 所述功分器采用SP-2U2+，頻率范圍1720-2850MHZ，插損< 4dB，隔離度? 20dB，相位不平衡< I °，幅度不平衡< 0.2dB;
[0022]所述第一本振產(chǎn)生模塊輸入的單頻信號Fl的功率為-6dBm，調(diào)整所述第一本振產(chǎn)生模塊中的Π型電阻匹配網(wǎng)絡(luò)使所述第一本振產(chǎn)生模塊輸出的兩路信號功率均為7 ±IdBm0
[0023]其中，在所述740MHz放大模塊中，所述放大器采用GAL1-74+，其增益224dB，噪聲系數(shù)< 3，輸出3階截點2 35dB;
[0024]所述聲表濾波器采用CF740，其中心頻率740MHz，3dB帶寬? 7MHz，插損< 4dB，通帶波動< IdB，阻帶抑制> 40dB；
[0025]所述功分器采用JPS-2-900，頻率范圍400_900MHz，插損< 2dB，隔離度2 18dB，相位不平衡< I °，幅度不平衡< 0.5dB;
[0026]所述740MHz放大模塊輸入的單頻信號F3的功率為-4dBm，調(diào)整所述740MHz放大模塊中的Π型電阻匹配網(wǎng)絡(luò)使所述740MHz放大模塊輸出的兩路信號功率均為7 ± ldBm。
[0027]其中，在所述第二本振產(chǎn)生模塊中，所述第一個放大器采用GAL1-74+，其增益224dB，噪聲系數(shù)< 3，輸出3階截點I 35dB;
[0028]所述第一個帶通濾波器采用RBP-204+，通帶范圍175-237MHz，損耗<3dB，阻帶衰 35dB；
[0029]所述混頻器采用ADE-4，射頻端頻率范圍200-1000MHz，本振端頻率范圍200-1000MHz，中頻輸出端頻率范圍DC_800MHz，變頻損耗< 8dB，隔離度2 40dB；
[0030]所述第二個放大器采用GAL1-84+，其增益218dB，噪聲系數(shù)<4.5，輸出3階截點234dB；
[0031]第二個帶通濾波器和第三個帶通濾波器均采用SXBP-507+，通帶范圍460-560MHz，損耗< 2dB，阻帶衰減I 20dB ；
[0032]所述第二本振產(chǎn)生模塊輸入的線性調(diào)頻連續(xù)波信號F4的功率為_24dBm，調(diào)整所述第二本振產(chǎn)生模塊中的Π型電阻匹配網(wǎng)絡(luò)使所述第二本振產(chǎn)生模塊輸出端輸出的