CN116829975A - 使用倍频器生成数字信号啁啾的***和方法 - Google Patents

使用倍频器生成数字信号啁啾的***和方法 Download PDF

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Abstract

描述了用于数字合成低中频(IF)频带中的啁啾信号并使用倍频器来生成较高频信号以用于雷达应用的***和方法。实施例包括啁啾信号发生器，该啁啾信号发生器包括：被配置为接收输入同步信号和频率参考信号并且生成处于低中频(IF)频带中的第一频率的若干啁啾信号的直接数字频率合成器(DDFS)，被配置为将啁啾信号增加到较高频率的若干倍频器，以及被配置为从啁啾信号中去除非线性以生成干净的输出信号的若干带通滤波器电路。

Description

使用倍频器生成数字信号啁啾的***和方法
相关申请交叉引用
本申请在35U.S.C.119(e)之下要求Yu等人于2021年2月5日递交的题为“Systemsand Methods for Digital Signal Chirp Generation Using Frequency Multipliers”的美国临时专利申请号63/146,261的优先权，该专利申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及啁啾(chirp)发生器，更具体地涉及使用数字合成的啁啾信号并使用倍频器处理该信号生成较高频信号以用于雷达应用。
背景技术
啁啾是其中频率随时间增加(上啁啾)或减少(下啁啾)的信号。在一些来源中，术语啁啾可以与扫描信号互换使用。它可以应用于声纳、雷达和激光***，以及各种其它应用。对于汽车雷达应用，通常称为线性调频波形(LFMW)。LFMW信号可以用以下等式指定：
(等式1)：
f0：啁啾信号的初始频率
α：啁啾信号的频率斜升速率
θ0：啁啾信号的初始相位
可以利用模拟电路经由压控振荡器(VCO)以及线性或指数斜升控制电压来生成啁啾信号。
发明内容
公开了根据本发明实施例的啁啾发生器，其可以利用低中频(IF)频带中的数字合成啁啾信号并且使用倍频器来处理啁啾信号以生成较高频信号用于雷达应用。在本发明的实施例中，啁啾信号发生器包括：直接数字频率合成器(DDFS)，被配置为接收输入同步信号和频率参考信号并且生成处于低中频(IF)频带中的第一频率的若干啁啾信号；若干倍频器，被配置为将处于IF频带中的啁啾信号增加到作为第一频率的倍数的较高频率；以及若干带通滤波器电路，被配置为从所述多个啁啾信号中去除非线性以生成干净的输出信号。
在进一步实施例中，啁啾发生器还包括：第一二倍频器电路，其接收第一频率并将第一频率二倍频以生成第二频率，第二频率是第一频率的两倍；第二二倍频器电路，其接收第二频率并将第二频率二倍频以生成第三频率，第三频率是第二频率的两倍；第三二倍频器电路，其接收第三频率并将第三频率二倍频以生成第四频率，第四频率是第四频率的两倍；第四二倍频器电路，其接收第四频率并将第四频率二倍频以生成第五频率，第五频率是第四频率的两倍。
在进一步实施例中，第一频率在1562.5MHz至1750MHz范围内，第二频率在3125MHz至3500MHz范围内，第三频率在6250MHz至7000MHz范围内，第四频率在12.5GHz至14GHz范围内，第五频率在25GHz至28GHz范围内。
在进一步实施例中，若干带通滤波器级包括在第一二倍频器电路之后的第一带通滤波器电路、在第二二倍频器电路之后的第二带通滤波器电路、以及在第三二倍频器电路之后的第三带通滤波器电路。
在进一步实施例中，直接频率合成器包括生成频率信号的高速谐振器以及接收频率信号并生成输出信号的振荡器。
在进一步实施例中，啁啾信号发生器还包括若干放大器电路，若干放大器电路放大输入啁啾信号以生成放大输出信号。
在进一步实施例中，啁啾信号被表示为x(t)，其中：
f0：啁啾信号的初始频率，
α：啁啾信号的频率斜升速率，
θ0：啁啾信号的初始相位，
在数模(DAC)过程中增加的相位噪声；
其中通过将x(t)通过二倍频器电路生成x(t)的载波频率的两倍的啁啾信号，其中二倍频器电路输出是y(t)，其中：
在进一步实施例中，带通滤波器用于从二倍频器选择期望的2阶谐波，其中带通滤波器输出是z(t)，其中：
k：比例因子，
其中若干倍频器包括四个二倍频器级，其中每一级的输出被表示为zi(t)，(i＝1，2，3，4)，其中：
在进一步实施例中，啁啾信号发生器还包括：第一四倍频器电路，其接收第一频率并将第一频率四倍频以生成第二频率，第二频率是第一频率的四倍；第二四倍频器电路，其接收第二频率并将第二频率四倍频以生成第三频率，第三频率是第二频率的四倍。
在进一步实施例中，啁啾信号发生器还包括滤除不在特定频带内的谐波和互调分量，以在倍频级期间保持信号线性度。
附图说明
图1示出了根据本发明实施例的具有倍频器的啁啾生成器的架构。
图2示出了根据本发明实施例的具有带通滤波器的啁啾发生器的架构。
图3示出了根据本发明实施例的第1级放大器噪声的架构。
图4示出了根据本发明实施例的具有带通滤波器建模的啁啾发生器的架构。
图5示出了根据本发明实施例的二倍频器建模。
图6示出了根据本发明实施例的二倍频器输出频谱的曲线图。
图7示出了根据本发明实施例的带通滤波器频率响应的曲线图。
图8示出了根据本发明实施例的RF输出频谱的曲线图。
图9示出了根据本发明实施例的啁啾输出频率的曲线图。
图10示出了根据本发明实施例的RF载波相位噪声的曲线图。
具体实施方式
现在转到附图，示出了根据本发明的各种实施例的用于使用数字合成的啁啾信号和倍频器来生成较高频RF啁啾信号以适合于包括雷达的各种应用的***和方法。在许多实施例中，可以使用数字直接频率合成器(DDFS)在相对低的中频(IF)频带处生成数字啁啾信号，并且可以使用多级倍频器将信号增加到较高频率以适合于雷达应用。
在许多实施例中，可以利用提供干净输入信号的直接频率合成器，如在由Yu等人在2017年3月27日递交的题为“Systems and Methods for Digital Synthesis of OutputSignals Using Resonators”的美国专利10,530,372(Yu等人的专利)中描述的，该专利的相关部分通过引用并入本文。在许多实施例中，利用Yu等人的专利所描述的DDFS可以提供超低相位噪声和原始的(pristine)输出信号。在许多实施例中，直接数字频率合成器(DDFS)可以包括生成频率信号的高速谐振器、接收频率信号并生成输出信号的振荡器、接收振荡器的输出信号并从输出信号生成时钟信号的时钟发生器、生成描述期望的输出数字信号的频率控制字的控制器、以及接收时钟信号和频率控制字并基于时钟信号和频率控制字生成期望的数字输出信号的直接数字频率合成器。
根据一些实施例，输出频率可以由提供给DDFS的频率控制字(FCW)控制。根据许多实施例，频率合成器可以等效于压控振荡器(VCO)，并且可以在PLL中用于时钟生成和/或抖动衰减应用。在许多实施例中，根据本发明的各种实施例的直接数字频率合成器(DDFS)块可以用于频率和相位跟踪。
根据本发明的一些实施例的直接频率合成器可以提供可编程振荡器。可编程振荡器可以用于替代许多现有标准的基于晶体和石英的振荡器，这提供许多益处，包括但不限于显著的成本节约。具体地，可编程振荡器可以用于替代市场上可获得的许多现有高性能晶体振荡器(XO)和压控振荡器(VCXO)。
根据本发明的多个实施例，由直接频率合成器提供的可编程振荡器的可编程频率可以在1MHz到2GHz(或更高)的范围内，并且可以利用长度至少为32位的频率控制字(FCW)来编程。根据本发明的多个实施例，由直接频率合成器提供的可编程振荡器的频率可以是工厂可编程为单个频率和/或限于多个可选择的频率。在一些实施例中，可编程振荡器可以是集成电路总线(I2C)可编程和/或可使用任何其它适当接口编程。在一些实施例中，可编程频率可以是压控的。可编程振荡器可以具有小于100fs的抖动(从12KHz到20MHz积分)，并且具有+/-10ppm的频率漂移，其中工作范围在-40到85摄氏度。
此外，根据本发明的一些实施例的由直接频率合成器提供的可编程振荡器可以提供超低相位噪声(例如，从12KHz到20MHz积分，＜＝50fs)。可编程振荡器可以具有单个电压供应(例如，3.3V、2.5V或1.8V)，并且使用工业标准封装(例如，5×7、3.2×5)。如可以容易地理解的，根据本发明的一些实施例的由直接频率合成器提供的可编程振荡器的特定特性不限于任何特定特性，并且可以基于根据本发明实施例的特定应用的要求来确定。
在许多实施例中，DDFS电路可以包括存储正弦和余弦值的查找表。此外，根据一些实施例，控制字可以用于设置DDFS电路的输出频率。在DDFS用于设置频率时，DDFS电路可以提供很高的调谐范围。此外，可编程振荡器能够提供低的相位噪声，具有调谐可编程振荡器的输出频率的能力。根据一些实施例，DDFS电路可以使用逻辑和存储器来数字地构造期望的输出信号，并且HSDAC可以用于将DDFS电路输出信号从数字域转换到模拟域。因此，构造信号的DDFS方法几乎可以是完全数字的，并且可以一直知晓并控制精确的振幅、频率和相位。
在许多实施例中，可以通过数字信号处理器(DSP)和数模转换器(DAC)、使用直接数字频率合成器(DDFS)并通过改变数控振荡器中的步长来数字地生成啁啾信号。例如，数字码字xn可以用以下等式指定：
等式2：
xn＝x(t＝nTs)＝sin(θn)
-Ts：DAC时钟的采样周期
-fn：时间t＝nTs时的频率
数字码字可以用高速DAC转换成模拟信号。数字频率合成架构可以提供优于模拟VCO实现的许多优点，包括高达完美线性的频率调制、超低相位噪声和超快频率调制速率。
按照奈奎斯特采样定理，高速DAC的采样速率可能需要至少是信号中包含的最高频率的两倍。对于在例如77GHz频带中工作的汽车雷达应用，数字合成DAC的采样速率可以接近200GHz。用这些规格实现设计可能难以构建并且不是功率高效的。因此，本发明的许多实施例提供数字合成低中频(IF)频带中的啁啾信号，并通过一系列倍频器将该低IF信号转换为较高频率的RF信号。根据本发明的许多实施例的***架构提供了相当大的功率节省，而不损害数字频率合成的益处。
在若干实施例中，相对低频(例如，1.5到2GHz)啁啾信号可以由DDFS生成并且通过若干级二倍频器处理以将啁啾信号从例如1.75GHz转换到25-28GHz的较高频率范围，这可以适合于包括汽车雷达的许多雷达应用。相比之下，许多当前现有的雷达应用可以利用在例如28GHz下生成的LC振荡器模拟信号，或者可以使用与28GHz信号混频的锁相环(PLL)来生成啁啾信号，然而，这些信号通常遭受非线性并且具有相位噪声的问题。因此，为了改善相位噪声以及增加啁啾信号的线性度，许多实施例使用数字合成的啁啾信号而不是模拟信号，并且通过在每级倍频处对相位噪声和非线性进行滤波来维持数字信号的线性度。因此，许多实施例能够保持啁啾生成的频率线性度，并且由此增加许多雷达应用的准确度。
将低IF啁啾信号表示为x(t)，其中：
等式3：
f0：啁啾信号的初始频率，
α：啁啾信号的频率斜升速率，
θ0：啁啾信号的初始相位，
在DAC过程中增加的相位噪声。
为了生成两倍于x(t)的载波频率的啁啾信号，将x(t)通过二倍频器。将二倍频器输出表示为y(t)，其中：
等式4：
如上面的等式4所示，二倍频器输出包括啁啾信号和DC分量，该啁啾信号具有两倍于输入啁啾信号的载波频率、带宽和啁啾速率。在若干实施例中，输出还可以具有由于信号泄漏而引起的经衰减输入信号及由于电路非线性而引起的载波频率三倍处的啁啾信号。这根据本发明实施例在图6中示出，并且可以用以下等式示出：
等式5：
在许多实施例中，带通滤波器可以用于从二倍频器选择期望的2阶谐波。将带通滤波器输出表示为z(t)，其中：
等式6：
k：比例因子。
对于包括四个二倍频器的倍频器，表示每一级zi(t)，(i＝1，2，3，4)的输出，并且它们用以下等式表示：
等式7：
如这些等式中所示，经滤波的倍频器输出包括期望的啁啾输出。较高频率下的相位噪声可以是在IF频率乘以倍频比率下的相位噪声。在许多实施例中，在倍频器数据路径中不存在额外相位噪声。
为了在倍频级期间保持信号线性度，许多实施例滤除不在特定频带内的任何谐波和互调分量。在许多实施例中，频带可以被预先规划，因为数字合成期间的伪像和非线性是预先已知的，并且可以针对滤波级期间被规划。许多实施例在每个倍频器级处使用带通滤波来滤除噪声并保持信号线性度。图1中示出了根据本发明实施例的具有倍频器的啁啾生成器。
如所示出的，IF啁啾生成器可以是直接数字频率合成器(DDFS)，其合成低中频(IF)啁啾信号并通过高速DAC将其转换为特定频率(例如，以1.6GHz为中心)下的模拟信号。在许多实施例中，DDFS可以是提供干净的输入信号的频率合成器，如在由Yu等人在2017年3月27日递交的题为“Systems and Methods for Digital Synthesis of Output SignalsUsing Resonators”的美国专利10,530,372(Yu等人的专利)中描述的，该专利的相关部分通过引用并入本文。在许多实施例中，低IF啁啾信号通过多级(例如4级)二倍频操作被上变频为较高的RF频率。在一些实施例中，四级的二倍频操作可以被实现为两个四倍频器。
该信号可以通过若干级的倍频器和放大器来处理，以便获得在特定的期望范围(例如25-28GHz范围)的频率。在许多实施例中，该架构可以包括两级的四倍频器，其将啁啾信号从例如1.75GHz转换到28GHz。在许多实施例中，在每级倍频之后，可以选择信号的2阶谐波用于进一步二倍频。在许多实施例中，啁啾发生器架构不增加IQ失衡，并且不存在由于电荷泵导致的相位噪声劣化。
如图1所示，IF啁啾发生器可以接收sync_in(同步输入)信号和参考信号，例如40MHz参考信号，并且生成提供给放大器的啁啾#1和提供给放大器的啁啾#2。每个啁啾可以被提供给四倍频器(×4)和后续放大器。在第一级之后，信号可以从例如1562.5-1750MHz范围增加到例如6250-7000MHz范围。信号可以被提供给另一个四倍频器，以将频率增加到例如25-28GHz范围。
尽管图1示出了特定频率下具有两级四倍频器的特定啁啾发生器架构，但是根据本发明实施例，可以使用各种啁啾发生器架构和频率中的任何一种，包括具有四级二倍频器的啁啾发生器等等，以适合于特定应用的需要。根据本发明的许多实施例的用于保持信号线性度的滤波和预先规划技术包括在每级倍频之后使用带通滤波来去除非线性。
图2示出了根据本发明实施例的具有带通滤波以去除非线性的啁啾发生器架构。如所示出的，啁啾发生器可以包括DDFS、若干二倍频器和若干带通滤波器。如所示出的，IF啁啾生成器可以是提供干净的输入信号的频率合成器，如在由Yu等人在2017年3月27日递交的题为“Systems and Methods for Digital Synthesis of Output Signals UsingResonators”的美国专利10,530,372(Yu等人的专利)中描述的，该专利的相关部分通过引用并入本文。如所示出的，啁啾信号可以被提供给四级二倍频器(×2)，其中每一级包括放大器电路和带通滤波器电路，该带通滤波器电路用于谐波滤波并且可以在每一级处去除非线性。因此，啁啾信号可以在四级中的每一级处如下增加：例如从1562.5-1750MHz到3125-3500MHz，从3125-3500MHz到6250-7000MHz，从6250-7000MHz到12.5-14GHz，以及从12.5-14GHz到25-28GHZ。
尽管图2示出了具有带通滤波器以去除非线性的特定啁啾发生器架构，但是根据本发明实施例，可以根据特定应用的需要适当地利用各种啁啾发生器架构中的任何一种。
图3示出了根据本发明实施例的第1级放大器噪声架构。在许多实施例中，DAC输出功率＝-10dBm，具有-154dBc/Hz噪声基底。在许多实施例中，以dBc/Hz为单位的放大器输出噪声基底为以dBx/Hz为单位的放大器噪声＝-174+NF-DAC输出功率。如所示出的，低IF啁啾信号噪声基底可以确定最终RF信号的噪声性能。
尽管图3示出了特定的第1级放大器噪声架构，但是根据本发明实施例，可以根据特定应用的需要适当地利用各种放大器噪声架构中的任何一种。
图4示出了根据本发明实施例的具有带通滤波的啁啾发生器。如所示出的，啁啾发生器包括DDFS、四级二倍频器、若干低通滤波器和若干带通滤波器。具体地，啁啾发生器可以接收sync_in(同步输入)信号和frequency_ref(频率参考)信号并且生成若干啁啾信号，包括chirp_out1和chirp_out2。啁啾信号可以被放大并通过低通滤波器级，然后被提供给四级的二倍频器电路。啁啾信号也可以被提供给一系列带通滤波器电路，如图4所示。
尽管图4示出了具有带通滤波架构的特定啁啾发生器，但是根据本发明实施例，可以根据特定应用的需要适当地使用各种啁啾发生器架构中的任何一种。
图5示出了根据本发明实施例的具有互调的二倍频器的模型。在许多实施例中，互调可能在二倍频操作中生成不想要的谐波。在许多实施例中，二倍频器可以被建模为IM2积和IM3积之和，具有通过倾斜滤波器的增益。在许多实施例中，增益对二倍频器的3阶非线性进行建模。在若干实施例中，倾斜滤波器对基音与3倍频率音调之间的功率增量进行建模。尽管图6示出了特定的二倍频器建模，但是根据本发明实施例，可以根据特定应用的需要适当地利用各种二倍频器模型中的任何一种。
图6示出了根据本发明实施例的二倍频器输出频谱的若干曲线图。如所示出的，每个曲线图对应于特定输入(1.65GHz、3.3GHz、6.6GHz和13.2GHz)，其中X轴对应于特定频率，Y轴对应于dB。如所示出的，每个曲线图示出了每个二倍频器处的仿真输出频谱。如所示出的，这些输出频谱与根据本发明的各种实施例的啁啾生成器设计中所使用的一些组件的规格很好地匹配。
图7示出了根据本发明实施例的带通滤波器频率响应的若干曲线图。每个曲线图对应于特定的仿真带通滤波器频率响应(例如，2975、5540、1262和2582)。这些频率响应可以与根据本发明的若干实施例的啁啾发生器设计中所使用的一些组件的规格很好地匹配。
图8示出了根据本发明实施例的RF输出频谱的曲线图。如所示出的，曲线图示出了RF频率下生成的啁啾信号的输出频谱。如所示出的，RF啁啾信号在26GHz到26.75GHz之间。可以评估该合成的RF啁啾信号的信号生成性能。
图9示出了根据本发明实施例的啁啾输出频率的曲线图。曲线图的X轴对应于时间，Y轴对应于频率。如所示出的，曲线图示出了合成RF啁啾信号的输出频率偏移。偏移频率0对应于啁啾频带的中心。啁啾频带中心是26.8GHz。在此示例中存在2个啁啾。第一啁啾频率范围为从26.4GHz至27.2GHz，或者从26.8GHz频率偏移-400MHz至400MHz。第二啁啾频率范围为从26.56GHz到27.36GHz，或者从26.8GHz频率偏移-240MHz至560MHz。由于低IF啁啾信号是数字合成的，并且具有完美的线性频率斜升，因此对应的RF啁啾信号也具有完美的线性频率斜升，如图9所示。此外，数字合成的啁啾可以瞬时改变频率斜升方向。因此，在RF啁啾信号中可以保持相同的特性。
图10示出了根据本发明实施例的RF载波相位噪声的曲线图。曲线图的X轴对应于偏移频率(Hz)，Y轴对应于dBc/Hz。如所示出的，在25.6GHz下的RF输出与1.6GHz下的DAC输出之间存在24dB的差。如所示出的，曲线图示出了低IF信号和RF信号的载波相位噪声。两个相位噪声之间的增量约为24dB或20*log10(16)。在图10所示的例子中，16是倍频比率。如所示出的，低IF啁啾的相位噪声性能也被保留在RF啁啾信号中。
尽管已经在一些特定方面中描述了本发明，但是许多附加的修改和变型对于本领域技术人员来说是明晰的。因此，应当理解，本发明可以以不同于具体描述的方式实施，包括实施方式的各种变化。因此，本发明实施例在所有方面都应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (20)

1.一种啁啾信号发生器，包括：
直接数字频率合成器(DDFS)，被配置为接收输入同步信号和频率参考信号并且生成处于低中频(IF)频带中的第一频率的多个啁啾信号；
多个倍频器，被配置为将所述多个啁啾信号增加到作为第一频率的倍数的较高频率；以及
多个带通滤波器电路，被配置为从所述多个啁啾信号中去除非线性以生成干净的输出信号。
2.根据权利要求1所述的啁啾发生器，还包括：
第一二倍频器电路，其接收第一频率并将第一频率二倍频以生成第二频率，第二频率是第一频率的两倍；
第二二倍频器电路，其接收第二频率并将第二频率二倍频以生成第三频率，第三频率是第二频率的两倍；
第三二倍频器电路，其接收第三频率并将第三频率二倍频以生成第四频率，第四频率是第四频率的两倍；以及
第四二倍频器电路，其接收第四频率并将第四频率二倍频以生成第五频率，第五频率是第四频率的两倍。
3.根据权利要求2所述的啁啾发生器，其中第一频率在1562.5MHz至1750MHz范围内，第二频率在3125MHz至3500MHz范围内，第三频率在6250MHz至7000MHz范围内，第四频率在12.5GHz至14GHz范围内，第五频率在25GHz至28GHz范围内。
4.根据权利要求2所述的啁啾发生器，其中所述多个带通滤波器级包括在第一二倍频器电路之后的第一带通滤波器电路、在第二二倍频器电路之后的第二带通滤波器电路、以及在第三二倍频器电路之后的第三带通滤波器电路。
5.根据权利要求1所述的啁啾信号发生器，其中所述直接频率合成器包括生成频率信号的高速谐振器以及接收所述频率信号并生成输出信号的振荡器。
6.根据权利要求1所述的啁啾信号发生器，还包括多个放大器电路，所述多个放大器电路放大输入啁啾信号以生成放大输出信号。
7.根据权利要求1所述的啁啾信号发生器，其中啁啾信号被表示为x(t)，其中：
f0：啁啾信号的初始频率，
α：啁啾信号的频率斜升速率，
θ0：啁啾信号的初始相位，
在数模(DAC)过程中增加的相位噪声；
其中通过将x(t)通过二倍频器电路生成x(t)的载波频率的两倍的啁啾信号，其中所述二倍频器电路输出是y(t)，其中：
8.根据权利要求1所述的啁啾信号发生器，其中带通滤波器用于从二倍频器选择期望的2阶谐波，其中带通滤波器输出是z(t)，其中：
k：比例因子，
其中所述多个倍频器包括四个二倍频器级，其中每一级的输出被表示为zi(t),(i＝1,2,3,4)，其中：
9.根据权利要求1所述的啁啾信号发生器，还包括：
第一四倍频器电路，其接收第一频率并将第一频率四倍频以生成第二频率，第二频率是第一频率的四倍；
第二四倍频器电路，其接收第二频率并将第二频率四倍频以生成第三频率，第三频率是第二频率的四倍。
10.根据权利要求1所述的啁啾信号发生器，还包括滤除不在特定频带内的谐波和互调分量，以在倍频级期间保持信号线性度。
11.一种啁啾信号生成的方法，包括：
使用直接数字频率合成器(DDFS)接收输入同步信号和频率参考信号并且生成处于低中频(IF)频带中的第一频率的多个啁啾信号；
使用多个倍频器将所述多个啁啾信号增加到作为第一频率的倍数的较高频率；以及
使用多个带通滤波器电路从所述多个啁啾信号中去除非线性以生成干净的输出信号。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括：
在第一二倍频器电路处，接收第一频率并将第一频率二倍频以生成第二频率，第二频率是第一频率的两倍；
在第二二倍频器电路处，接收第二频率并将第二频率二倍频以生成第三频率，第三频率是第二频率的两倍；
在第三二倍频器电路处，接收第三频率并将第三频率二倍频以生成第四频率，第四频率是第四频率的两倍；以及
在第四二倍频器电路处，接收第四频率并将第四频率二倍频以生成第五频率，第五频率是第四频率的两倍。
13.根据权利要求12所述的方法，其中第一频率在1562.5MHz至1750MHz范围内，第二频率在3125MHz至3500MHz范围内，第三频率在6250MHz至7000MHz范围内，第四频率在12.5GHz至14GHz范围内，第五频率在25GHz至28GHz范围内。
14.根据权利要求12所述的方法，其中所述多个带通滤波器级包括在第一二倍频器电路之后的第一带通滤波器电路、在第二二倍频器电路之后的第二带通滤波器电路、以及在第三二倍频器电路之后的第三带通滤波器电路。
15.根据权利要求12所述的方法，其中所述直接频率合成器包括生成频率信号的高速谐振器以及接收所述频率信号并生成输出信号的振荡器。
16.根据权利要求11所述的方法，还包括使用多个放大器电路放大所述多个啁啾信号以生成放大输出信号。
17.根据权利要求11所述的方法，其中啁啾信号被表示为x(t)，其中：
f0：啁啾信号的初始频率，
α：啁啾信号的频率斜升速率，
θ0：啁啾信号的初始相位，
在数模(DAC)过程中增加的相位噪声；
其中通过将x(t)通过二倍频器电路生成x(t)的载波频率的两倍的啁啾信号，其中所述二倍频器电路输出是y(t)，其中：
18.根据权利要求11所述的方法，其中带通滤波器用于从二倍频器选择期望的2阶谐波，其中带通滤波器输出是z(t)，其中：
k：比例因子，
其中所述多个倍频器包括四个二倍频器级，其中每一级的输出被表示为zi(t),(i＝1,2,3,4)，其中：
19.根据权利要求11所述的方法，还包括：
在第一四倍频器电路处，接收第一频率并将第一频率四倍频以生成第二频率，第二频率是第一频率的四倍；以及
在第二四倍频器电路处，接收第二频率并将第二频率四倍频以生成第三频率，第三频率是第二频率的四倍。
20.根据权利要求11所述的方法，还包括滤除不在特定频带内的谐波和互调分量，以在倍频级期间保持信号线性度。
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