CN109450438A - 一种低相位噪声高杂散抑制微波频率源组件及使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低相位噪声高杂散抑制微波频率源组件及使用方法，所述组件包括：晶振1、功分器2、鉴相器A3、环路滤波器A4、压控振荡器A5、耦合器A6、滤波器A7、放大器A8、滤波器B10、滤波器C12、鉴相器B13、环路滤波器B14、压控振荡器B15、耦合器B16、放大器B17和滤波器D18，混频器9和梳谱发生器11。本发明的优点是：实现简单，通过采用混频锁相环设计技术，将混频处理放置于锁相环内，利用混频降低反馈频率以降低相位噪声以及利用锁相环环路滤波器滤除混频杂散，可以实现低相位噪声和高杂散抑制的微波频率源。

Description

一种低相位噪声高杂散抑制微波频率源组件及使用方法
技术领域
本发明涉及一种低相位噪声高杂散抑制微波频率源组件及使用方法。
背景技术
以往的微波频率源组件主要由晶振、鉴相器、环路滤波器、压控振荡器、耦合器、放大器和滤波器等组成，用单个锁相环路实现多频点的微波频率源，难以实现低相位噪声和高杂散抑制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低相位噪声高杂散抑制微波频率源组件，解决传统微波频率源组件难以实现低相位噪声和高杂散抑制的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种低相位噪声高杂散抑制微波频率源组件，包括：晶振、功分器、鉴相器A、环路滤波器A、压控振荡器A、耦合器A、滤波器A、放大器A、滤波器B、滤波器C、鉴相器B、环路滤波器B、压控振荡器B、耦合器B、放大器B和滤波器D，还包括：混频器和梳谱发生器。
晶振的输出端与功分器的输入端相连，功分器的一个输出端与鉴相器A的一个输入端相连，鉴相器A的输出端与环路滤波器A的输入端相连，环路滤波器A的输出端与压控振荡器A的输入端相连，压控振荡器A的输出端与耦合器A的输入端相连，耦合器A的输出端与滤波器A的输入端相连，滤波器A的输出端为低相位噪声高杂散抑制微波频率源组件的微波信号的输出端。耦合器A耦合输出端与放大器A的输入端相连，放大器A的输出端与混频器射频输入端相连，混频器中频输出端与滤波器B的输入端相连，滤波器B的输出端与鉴相器A的另一个输入端相连。功分器的另一个输出端与梳谱发生器的输入端相连，梳谱发生器的输出端与滤波器C的输入端相连，滤波器C的输出端与鉴相器B的一个输入端相连，鉴相器B的输出端与环路滤波器B的输入端相连，环路滤波器B的输出端与压控振荡器B的输入端相连，压控振荡器B的输出端与耦合器B的输入端相连，耦合器B的输出端与放大器B的输入端相连，耦合器B耦合输出端与鉴相器B的另一个输入端相连。放大器B的输出端与滤波器D的输入端相连，滤波器D的输出端与混频器本振输入端相连。
工作时，晶振振荡产生100MHz的参考信号，由功分器功分成两路，其中一路进入梳谱发生器产生多次谐波，再经滤波器C滤波得到十倍频即1GHz信号。1GHz信号进入鉴相器B，与耦合器B耦合输出的微波信号进行鉴相，鉴相器B产生的模拟电压信号经环路滤波器B滤波后控制压控振荡器B，使压控振荡器B振荡产生10GHz微波信号。10GHz微波信号经耦合器B进入放大器B进行放大，再经滤波器D进行滤波。放大滤波后的10GHz微波信号输入混频器用作本振信号。功分后输出的另一路100MHz信号进入鉴相器A用作鉴相的参考信号，鉴相输出的模拟电压信号经环路滤波器A滤波后控制压控振荡器A，使压控振荡器A振荡产生10.6GHz±0.2GHz的微波信号。10.6GHz±0.2GHz的微波信号经耦合器A进入滤波器A，由滤波器A滤除带外干扰后输出。耦合器A耦合输出的10.6GHz±0.2GHz的微波信号经放大器A放大后输入混频器，与滤波器D输入的10GHz微波信号进行混频，输出0.6GHz±0.2GHz的中频信号，输出的中频信号经滤波器B滤除带外干扰后供给鉴相器A进行鉴相。
本发明实现了以下显著的有益效果：
实现简单，通过采用混频锁相环设计技术，将混频处理放置于锁相环内，利用混频降低反馈频率以降低相位噪声以及利用锁相环环路滤波器滤除混频杂散，可以实现低相位噪声和高杂散抑制的微波频率源。
附图说明
图1为本发明的一种低相位噪声高杂散抑制微波频率源组件的结构示意图。
附图标记示意
1.晶振 2.功分器 3.鉴相器A 4.环路滤波器A 5.压控振荡器A 6.耦合器A
7.滤波器A 8.放大器A 9.混频器 10.滤波器B 11.梳谱发生器 12.滤波器C
13.鉴相器B 14.环路滤波器B 15.压控振荡器B 16.耦合器B 17.放大器B
18.滤波器D
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图均采用非常简化的形式且均适用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
需要说明的是，为了清楚地说明本发明的内容，本发明特举多个实施例以进一步阐释本发明的不同实现方式，其中，该多个实施例是列举式而非穷举式。此外，为了说明的简洁，前实施例中已提及的内容往往在后实施例中予以省略，因此，后实施例中未提及的内容可相应参考前实施例。
虽然该发明可以以多种形式的修改和替换来扩展，说明书中也列出了一些具体的实施图例并进行详细阐述。应当理解的是，发明者的出发点不是将该发明限于所阐述的特定实施例，正相反，发明者的出发点在于保护所有给予由本权利声明定义的精神或范围内进行的改进、等效替换和修改。同样的元器件号码可能被用于所有附图以代表相同的或类似的部分。
请参照图1，本发明的一种低相位噪声高杂散抑制微波频率源组件，包括：晶振1、功分器2、鉴相器A3、环路滤波器A4、压控振荡器A5、耦合器A6、滤波器A7、放大器A8、滤波器B10、滤波器C12、鉴相器B13、环路滤波器B14、压控振荡器B15、耦合器B16、放大器B17和滤波器D18，混频器9和梳谱发生器11。
在一个实施例中，晶振1的输出端与功分器2的输入端相连，功分器2的一个输出端与鉴相器A3的一个输入端相连，鉴相器A3的输出端与环路滤波器A4的输入端相连，环路滤波器A4的输出端与压控振荡器A5的输入端相连，压控振荡器A5的输出端与耦合器A6的输入端相连，耦合器A6的输出端与滤波器A7的输入端相连，滤波器A7的输出端为低相位噪声高杂散抑制微波频率源组件的微波信号的输出端。耦合器A6耦合输出端与放大器A8的输入端相连，放大器A8的输出端与混频器9射频输入端相连，混频器9中频输出端与滤波器B10的输入端相连，滤波器B10的输出端与鉴相器A3的另一个输入端相连。功分器2的另一个输出端与梳谱发生器11的输入端相连，梳谱发生器11的输出端与滤波器C12的输入端相连，滤波器C12的输出端与鉴相器B13的一个输入端相连，鉴相器B13的输出端与环路滤波器B14的输入端相连，环路滤波器B14的输出端与压控振荡器B15的输入端相连，压控振荡器B15的输出端与耦合器B16的输入端相连，耦合器B16的输出端与放大器B17的输入端相连，耦合器B16耦合输出端与鉴相器B13的另一个输入端相连。放大器B17的输出端与滤波器D18的输入端相连，滤波器D18的输出端与混频器9本振输入端相连。
在一个实施例中，晶振1振荡产生100MHz的参考信号，由功分器2功分成两路，其中一路进入梳谱发生器11产生多次谐波，再经滤波器C12滤波得到十倍频即1GHz信号。1GHz信号进入鉴相器B13，与耦合器B16耦合输出的微波信号进行鉴相，鉴相器B13产生的模拟电压信号经环路滤波器B14滤波后控制压控振荡器B15，使压控振荡器B15振荡产生10GHz微波信号。10GHz微波信号经耦合器B16进入放大器B17进行放大，再经滤波器D18进行滤波。放大滤波后的10GHz微波信号输入混频器9用作本振信号。功分后输出的另一路100MHz信号进入鉴相器A3用作鉴相的参考信号，鉴相输出的模拟电压信号经环路滤波器A4滤波后控制压控振荡器A5，使压控振荡器A5振荡产生10.6GHz±0.2GHz的微波信号。10.6GHz±0.2GHz的微波信号经耦合器A6进入滤波器A7，由滤波器A7滤除带外干扰后输出。耦合器A6耦合输出的10.6GHz±0.2GHz的微波信号经放大器A8放大后输入混频器9，与滤波器D18输入的10GHz微波信号进行混频，输出0.6GHz±0.2GHz的中频信号，输出的中频信号经滤波器B10滤除带外干扰后供给鉴相器A3进行鉴相。
在另一个实施例中，晶振1的输出端与功分器2的输入端相连，功分器2的一个输出端与鉴相器A3的一个输入端相连，鉴相器A3的输出端与环路滤波器A4的输入端相连，环路滤波器A4的输出端与压控振荡器A5的输入端相连，压控振荡器A5的输出端与耦合器A6的输入端相连，耦合器A6的输出端与滤波器A7的输入端相连，滤波器A7的输出端为低相位噪声高杂散抑制微波频率源组件的微波信号的输出端。耦合器A6耦合输出端与放大器A8的输入端相连，放大器A8的输出端与混频器9射频输入端相连，混频器9中频输出端与滤波器B10的输入端相连，滤波器B10的输出端与鉴相器A3的另一个输入端相连。功分器2的另一个输出端与梳谱发生器11的输入端相连，梳谱发生器11的输出端与滤波器C12的输入端相连，滤波器C12的输出端与鉴相器B13的一个输入端相连，鉴相器B13的输出端与环路滤波器B14的输入端相连，环路滤波器B14的输出端与压控振荡器B15的输入端相连，压控振荡器B15的输出端与耦合器B16的输入端相连，耦合器B16的输出端与放大器B17的输入端相连，耦合器B16耦合输出端与鉴相器B13的另一个输入端相连。放大器B17的输出端与滤波器D18的输入端相连，滤波器D18的输出端与混频器9本振输入端相连。
在另一个实施例中，晶振1振荡产生200MHz的参考信号，由功分器2功分成两路，其中一路进入梳谱发生器11产生多次谐波，再经滤波器C12滤波得到十倍频即2GHz信号。2GHz信号进入鉴相器B13，与耦合器B16耦合输出的微波信号进行鉴相，鉴相器B13产生的模拟电压信号经环路滤波器B14滤波后控制压控振荡器B15，使压控振荡器B15振荡产生20GHz微波信号。20GHz微波信号经耦合器B16进入放大器B17进行放大，再经滤波器D18进行滤波。放大滤波后的20GHz微波信号输入混频器9用作本振信号。功分后输出的另一路200MHz信号进入鉴相器A3用作鉴相的参考信号，鉴相输出的模拟电压信号经环路滤波器A4滤波后控制压控振荡器A5，使压控振荡器A5振荡产生20.6GHz±0.2GHz的微波信号。20.6GHz±0.4GHz的微波信号经耦合器A6进入滤波器A7，由滤波器A7滤除带外干扰后输出。耦合器A6耦合输出的20.6GHz±0.4GHz的微波信号经放大器A8放大后输入混频器9，与滤波器D18输入的20GHz微波信号进行混频，输出0.6GHz±0.4GHz的中频信号，输出的中频信号经滤波器B10滤除带外干扰后供给鉴相器A3进行鉴相。
在另一个实施例中，晶振1的输出端与功分器2的输入端相连，功分器2的一个输出端与鉴相器A3的一个输入端相连，鉴相器A3的输出端与环路滤波器A4的输入端相连，环路滤波器A4的输出端与压控振荡器A5的输入端相连，压控振荡器A5的输出端与耦合器A6的输入端相连，耦合器A6的输出端与滤波器A7的输入端相连，滤波器A7的输出端为低相位噪声高杂散抑制微波频率源组件的微波信号的输出端。耦合器A6耦合输出端与放大器A8的输入端相连，放大器A8的输出端与混频器9射频输入端相连，混频器9中频输出端与滤波器B10的输入端相连，滤波器B10的输出端与鉴相器A3的另一个输入端相连。功分器2的另一个输出端与梳谱发生器11的输入端相连，梳谱发生器11的输出端与滤波器C12的输入端相连，滤波器C12的输出端与鉴相器B13的一个输入端相连，鉴相器B13的输出端与环路滤波器B14的输入端相连，环路滤波器B14的输出端与压控振荡器B15的输入端相连，压控振荡器B15的输出端与耦合器B16的输入端相连，耦合器B16的输出端与放大器B17的输入端相连，耦合器B16耦合输出端与鉴相器B13的另一个输入端相连。放大器B17的输出端与滤波器D18的输入端相连，滤波器D18的输出端与混频器9本振输入端相连。
在另一个实施例中，晶振1振荡产生300MHz的参考信号，由功分器2功分成两路，其中一路进入梳谱发生器11产生多次谐波，再经滤波器C12滤波得到十倍频即3GHz信号。3GHz信号进入鉴相器B13，与耦合器B16耦合输出的微波信号进行鉴相，鉴相器B13产生的模拟电压信号经环路滤波器B14滤波后控制压控振荡器B15，使压控振荡器B15振荡产生30GHz微波信号。30GHz微波信号经耦合器B16进入放大器B17进行放大，再经滤波器D18进行滤波。放大滤波后的30GHz微波信号输入混频器9用作本振信号。功分后输出的另一路300MHz信号进入鉴相器A3用作鉴相的参考信号，鉴相输出的模拟电压信号经环路滤波器A4滤波后控制压控振荡器A5，使压控振荡器A5振荡产生30.6GHz±0.6GHz的微波信号。30.6GHz±0.6GHz的微波信号经耦合器A6进入滤波器A7，由滤波器A7滤除带外干扰后输出。耦合器A6耦合输出的30.6GHz±0.6GHz的微波信号经放大器A8放大后输入混频器9，与滤波器D18输入的30GHz微波信号进行混频，输出0.6GHz±0.6GHz的中频信号，输出的中频信号经滤波器B10滤除带外干扰后供给鉴相器A3进行鉴相。
通过采用混频锁相环设计技术，将混频处理放置于锁相环内，利用锁相环环路滤波器滤除混频杂散，可以实现低相位噪声和高杂散抑制的微波频率源。
根据本发明技术方案和构思，还可以有其他任何合适的改动。对于本领域普通技术人员来说，所有这些替换、调整和改进都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种低相位噪声高杂散抑制微波频率源组件，其特征在于，包括：晶振(1)、功分器(2)、鉴相器A(3)、环路滤波器A(4)、压控振荡器A(5)、耦合器A(6)、滤波器A(7)、放大器A(8)、滤波器B(10)、滤波器C(12)、鉴相器B(13)、环路滤波器B(14)、压控振荡器B(15)、耦合器B(16)、放大器B(17)和滤波器D(18)，混频器(9)和梳谱发生器(11)；所述晶振(1)的输出端与功分器(2)的输入端相连，功分器(2)的一个输出端与鉴相器A(3)的一个输入端相连，鉴相器A(3)的输出端与环路滤波器A(4)的输入端相连，环路滤波器A(4)的输出端与压控振荡器A(5)的输入端相连，压控振荡器A(5)的输出端与耦合器A(6)的输入端相连，耦合器A(6)的输出端与滤波器A(7)的输入端相连，滤波器A(7)的输出端为低相位噪声高杂散抑制微波频率源组件的微波信号的输出端。
2.根据权利要求1所述的低相位噪声高杂散抑制微波频率源组件，其特征在于，所述耦合器A(6)耦合输出端与放大器A(8)的输入端相连，放大器A(8)的输出端与混频器(9)射频输入端相连，混频器(9)中频输出端与滤波器B(10)的输入端相连，滤波器B(10)的输出端与鉴相器A(3)的另一个输入端相连。
3.根据权利要求2所述的低相位噪声高杂散抑制微波频率源组件，其特征在于，所述功分器(2)的另一个输出端与梳谱发生器(11)的输入端相连，梳谱发生器(11)的输出端与滤波器C(12)的输入端相连，滤波器C(12)的输出端与鉴相器B(13)的一个输入端相连，鉴相器B(13)的输出端与环路滤波器B(14)的输入端相连。
4.根据权利要求3所述的低相位噪声高杂散抑制微波频率源组件，其特征在于，所述环路滤波器B(14)的输出端与压控振荡器B(15)的输入端相连，压控振荡器B(15)的输出端与耦合器B(16)的输入端相连。
5.根据权利要求4所述的低相位噪声高杂散抑制微波频率源组件，其特征在于，所述耦合器B(16)的输出端与放大器B(17)的输入端相连，耦合器B(16)耦合输出端与鉴相器B(13)的另一个输入端相连，放大器B(17)的输出端与滤波器D(18)的输入端相连，滤波器D(18)的输出端与混频器(9)本振输入端相连。
6.一种低相位噪声高杂散抑制微波频率源组件的使用方法，其特征在于，包括：
晶振(1)振荡产生第一参考信号，由功分器(2)功分成两路，其中一路进入梳谱发生器(11)产生多次谐波，再经滤波器C(12)滤波得到第二信号，所述第二信号进入鉴相器B(13)，与耦合器B(16)耦合输出的微波信号进行鉴相，鉴相器B(13)产生的模拟电压信号经环路滤波器B(14)滤波后控制压控振荡器B(15)，使压控振荡器B(15)振荡产生第三信号，所述第三信号经耦合器B(16)进入放大器B(17)进行放大，再经滤波器D(18)进行滤波，放大滤波后的第三信号输入混频器(9)用作本振信号；
功分后输出的另一路第一信号进入鉴相器A(3)用作鉴相的参考信号，鉴相输出的模拟电压信号经环路滤波器A(4)滤波后控制压控振荡器A(5)，使压控振荡器A(5)振荡产生第四信号，所述第四信号经耦合器A(6)进入滤波器A(7)，由滤波器A(7)滤除带外干扰后输出；耦合器A(6)耦合输出的第四信号经放大器A(8)放大后输入混频器(9)，与滤波器D(18)输入的第三信号进行混频，输出中频信号，输出的中频信号经滤波器B(10)滤除带外干扰后供给鉴相器A(3)进行鉴相。
7.根据权利要求6所述的低相位噪声高杂散抑制微波频率源组件的使用方法，其特征在于，所述第二信号相对于第一信号为十倍频。
8.根据权利要求6所述的低相位噪声高杂散抑制微波频率源组件的使用方法，其特征在于，所述第三信号相对于第二信号为十倍频。
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