CN117579063A - 一种低相噪宽带频率源 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低相噪宽带频率源，包括小步进参考源单元、大步进频标单元、锁相环单元、输出滤波放大单元和电源及控制单元，小步进参考源单元、大步进频标单元、电源及控制单元和输出滤波放大单元均与锁相环单元连接。本发明通过采用锁相环环内混频的方式生成射频信号。锁相环的参考信号使用DDS频率合成器产生的小步进低频信号，频率在250MHz～300MHz之间。锁相环单元中压控振荡器的反馈信号经过2分频后频率变更为5GHz～10GHz，此信号与另一个低相噪整数锁相环产生的5.5GHz～10.5GHz频标信号进行混频产生500MHz～600MHz信号，500MHz～600MHz信号反馈到锁相环芯片的RF端，锁相环采用整数模式，因射频N分频次数足够小，所以锁相环的倍频相噪恶化很小。
Description
技术领域
本发明涉及频率源技术领域，具体涉及到一种低相噪宽带频率源。
背景技术
低相噪宽带频率源技术是微波、毫米波通信、雷达、仪器设备、电子对抗及遥感等现代电子通信***中的关键核心技术，对应用***的性能起着至关重要的作用。现有宽带小步进频率源相噪较差、体积较大、杂散较大。
针对上述问题，本发明提供了一种输出相位噪声低的一种低相噪宽带频率源。
发明内容
本发明提供了一种输出相位噪声低的一种低相噪宽带频率源。
本发明的目的是提供一种低相噪宽带频率源，包括小步进参考源单元、大步进频标单元、锁相环单元、输出滤波放大单元和电源及控制单元，小步进参考源单元、大步进频标单元、电源及控制单元和输出滤波放大单元均与锁相环单元连接。
进一步的，小步进参考源单元包括功分器、谐波发生器、滤波器和DDS，功分器与谐波发生器连接，谐波发生器与滤波器连接，滤波器与DDS连接。
进一步的，大步进频标单元采用整数锁相环。
进一步的，锁相环单元包括混频器、滤波器、鉴相器、环路滤波器、放大器、分频器和VCO，混频器与滤波器连接，滤波器与鉴相器连接，鉴相器与环路滤波器连接，环路滤波器与VCO连接，分频器分别与VCO和放大器连接，放大器与混频器连接。
进一步的，输出滤波放大单元包括开关滤波器组、均衡器和放大器，开关滤波器组与均衡器连接，均衡器与放大器连接。
进一步的，电源及控制单元中电源采用LDO，控制采用FPGA控制器。
本发明具有以下优势：本发明通过采用锁相环环内混频的方式生成射频信号，锁相环的参考信号使用DDS频率合成器产生的小步进低频信号，频率在250MHz～300MHz之间，锁相环单元中压控振荡器的反馈信号经过2分频后频率变更为5GHz～10GHz，此信号与另一个低相噪整数锁相环产生的5.5GHz～10.5GHz频标信号进行混频产生500MHz～600MHz信号，500MHz～600MHz信号反馈到锁相环芯片的RF端，锁相环采用整数模式，因射频N分频次数足够小，所以锁相环的倍频相噪恶化很小。
附图说明
图1为本发明的组成框图；
图2为本发明的小步进参考源单元原理框图；
图3为本发明的大步进频标单元原理框图；
图4为本发明的锁相环单元原理框图；
图5为为本发明的输出滤波放大单元原理框图；
图6为本发明发的电源及控制单元原理框图。
具体实施方式
本发明提供了一种低相噪宽带频率源，包括小步进参考源单元、大步进频标单元、锁相环单元、输出滤波放大单元和电源及控制单元，小步进参考源单元、大步进频标单元、电源及控制单元和输出滤波放大单元均与锁相环单元连接。
本实施例中，小步进参考源单元包括功分器、谐波发生器、滤波器和DDS，功分器与谐波发生器连接，谐波发生器与滤波器连接，滤波器与DDS连接。
本实施例中，大步进频标单元采用整数锁相环。
本实施例中，锁相环单元包括混频器、滤波器、鉴相器、环路滤波器、放大器、分频器和VCO，混频器与滤波器连接，滤波器与鉴相器连接，鉴相器与环路滤波器连接，环路滤波器与VCO连接，分频器分别与VCO和放大器连接，放大器与混频器连接。
本实施例中，输出滤波放大单元包括开关滤波器组、均衡器和放大器，开关滤波器组与均衡器连接，均衡器与放大器连接。
本实施例中，电源及控制单元中电源采用LDO，控制采用FPGA控制器。
本实施例中，如图1所示，采用锁相环环内混频的方式生成射频信号。锁相环的参考信号使用DDS频率合成器产生的小步进低频信号，频率在250MHz～300MHz之间。锁相环单元中压控振荡器的反馈信号经过2分频后频率变更为5GHz～10GHz，此信号与另一个低相噪整数锁相环产生的5.5GHz～10.5GHz频标信号进行混频产生500MHz～600MHz信号，500MHz～600MHz信号反馈到锁相环芯片的RF端，锁相环采用整数模式，因射频N分频次数足够小，所以锁相环的倍频相噪恶化很小。
本实施例中，如图2所示，小步进参考源单元产生小步进低频信号，用作锁相环单元的参考信号，此信号要求低相位噪声和优异的近端杂散性能。方案采用DDS频率合成器生成信号，DDS参考时钟用谐波发生器倍频生成，DDS频率合成器输出信号相位噪声优异、跳频时间快、近端杂散优异。
本实施例中，如图3所示，大步进频标单元产生大步进的混频频标信号，此单元功能是生成5.5GHz～10.5GHz的较高频率，要求产生的信号具有极优异的相位噪声性能，采用整数N分频集成锁相环的方式生成信号，该锁相环具有极优异的相位噪声性能和较宽的输出频率范围。
本实施例中，如图4所示，锁相环单元为信号产生的核心单元，功能是锁相合成输出频率。电路采用锁相环环内混频的方式产生射频信号，鉴相器采用整数鉴相器，将反馈信号N分频次数固定在2次分频，这样使得输出信号相位噪声恶化较小。
本实施例中，如图5所示，输出滤波放大单元滤除锁相环单元产生的信号的远端杂散，并对信号功率进行放大和均衡，最终输出一定功率范围的射频信号。
本实施例中，如图6所示，电源及控制单元对输入的电源和控制进行处理和转换，电源采用LDO进行对DC输入电源稳压处理后向产品内部各单元器件供电。控制使用可编程逻辑器件FPGA转换后对产品内部各器件进行控制，控制可分别选USB和SPI控制。
虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。
Claims (6)
1.一种低相噪宽带频率源，包括小步进参考源单元、大步进频标单元、锁相环单元、输出滤波放大单元和电源及控制单元，其特征在于：所述小步进参考源单元、大步进频标单元、电源及控制单元和输出滤波放大单元均与锁相环单元连接。
2.如权利要求1所述的一种低相噪宽带频率源，其特征在于：所述小步进参考源单元包括功分器、谐波发生器、滤波器和DDS，所述功分器与谐波发生器连接，所述谐波发生器与滤波器连接，所述滤波器与DDS连接。
3.如权利要求1所述的一种低相噪宽带频率源，其特征在于：所述大步进频标单元采用整数锁相环。
4.如权利要求1所述的一种低相噪宽带频率源，其特征在于：所述锁相环单元包括混频器、滤波器、鉴相器、环路滤波器、放大器、分频器和VCO，所述混频器与滤波器连接，所述滤波器与鉴相器连接，所述鉴相器与环路滤波器连接，所述环路滤波器与VCO连接，所述分频器分别与VCO和放大器连接，所述放大器与混频器连接。
5.如权利要求1所述的一种低相噪宽带频率源，其特征在于：所述输出滤波放大单元包括开关滤波器组、均衡器和放大器，所述开关滤波器组与均衡器连接，所述均衡器与放大器连接。
6.如权利要求1所述的一种低相噪宽带频率源，其特征在于：所述电源及控制单元中电源采用LDO，控制采用FPGA控制器。
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