小型化低相噪高速跳频源制造技术

本实用新型专利技术公开了小型化低相噪高速跳频源，所述高速跳频源包括上层LTCC多层结构和底层LTCC多层结构，所述上层LTCC多层结构包括鉴相器和有源环路滤波，所述底层LTCC多层结构包括VCO、功分器以及分频器，该方案体积仅9*9*2.5mm；背部为引脚焊盘，适用于回流焊工艺，可靠性高，同时适用于导电胶粘接，方便快捷，该方案适用于输入参考信号，通过外接电源及控制端信号，产生低相噪、高速跳频的本振信号，其体积小于同水平频率源。

Miniaturized low phase noise high speed frequency hopping source

The utility model discloses a miniaturized low phase noise high speed frequency hopping source. The high speed frequency hopping source includes the upper layer LTCC multilayer structure and the underlying LTCC multilayer structure. The upper layer LTCC multilayer structure includes a phase discriminator and an active loop filter. The underlying LTCC multilayer structure includes a VCO, a power divider and a frequency divider, which is only 9*9*2.5mm in volume. The back is pin weld plate, which is suitable for reflow welding technology, it is high reliability, and is suitable for conductive adhesive bonding, convenient and quick. This scheme is suitable for input reference signal, through external power supply and control end signal, producing low phase noise and high speed frequency hopping signal, which is smaller than the same level frequency source.

【技术实现步骤摘要】
小型化低相噪高速跳频源
本技术涉及一种频率源，具体是涉及一种小型化低相噪高速跳频源。
技术介绍
随着通信和雷达的发展，人们对通信系统提出了更高的要求，由于高频能够提供足够的带宽，且具有高速率数据传输能力等特点，使其在通信领域越来越受到重视；廉价、小型化的雷达收发组件的开发研究尤为重要，其中具有小体积、低相噪高速跳频源可以为各功能分机、模块提供优质的本振信号。目前国内市场的小型化跳频源通用体积为15*12*3mm，安装方式为回流焊，该体积较大，不利于在高度集成的小型化变频组件中使用；并且国内的跳频源成本较高，相噪较差。因此迫切的需要一种新的方案解决该技术问题。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术公开了一种小型化低相噪高速跳频源，该方案通过PLL锁相环方式，将参考输入以及VCO的输出经预设分频后进行比较，通过调谐电压，给VCO以高稳定度的振荡频率，整个方案结构简单，易于安装，便于使用，装配效率极高，便于促进雷达收发系统的集成化发展。为了达到以上目的，本技术的技术方案如下，一种小型化低相噪高速跳频源，其特征在于，所述高速跳频源包括上层LTCC多层结构和底层LTCC多层结构，所述上层LTCC多层结构包括鉴相器和有源环路滤波，所述底层LTCC多层结构包括VCO、功分器以及分频器。该方案将模块分成两大部分：上层LTCC结构以及底层LTCC结构，将低频电路即鉴相器、有源环路布局在上层LTCC结构，将高频电路即VCO、放大器、分频器布局在底层LTCC。此布局方法可以保证高频器件的有效接地以及散热，同时可以将低频器件与高频器件实现空间上的隔离，减小信号的串扰。作为本技术的一种改进，所述有源环路滤波包括环路滤波和运放结构。作为本技术的一种改进，所述底层LTCC多层结构包括还包括放大器，所述放大器设置在VCO和功分器之间。可以根据不同的输出频率要求来选择此级放大的参数。作为本技术的一种改进，参考信号通过底部引脚接入模块底层LTCC多层结构，并通过垂直过度结构输入至上层LTCC结构中的鉴相器的参考端，鉴相器的CP端接入环路滤波以及运放结构，经过有源环路的滤波和放大后，CP端的调谐电压通过垂直过度结构接入至底层LTCC结构的上表面，输入至VCO的调谐端，VCO根据调谐电压输出一个稳定的频率信号，通过放大器提高信号功率，再经由功分器将输出的频率信号功分两路，一路通过垂直过度至底层LTCC结构的底部引脚焊盘，作为频率输出；另一路输入至分频器后再通过垂直过度孔过度至上层LTCC结构的鉴相器的频率输入引脚，构成一个完整的回路。作为本技术的一种改进，所述上层LTCC多层结构和底层LTCC多层结构通过纵向堆叠布线，实现高集成度的小型化频率源，其体积为9mm*9mm*2.5mm。实现LTCC的高度集成。作为本技术的一种改进，所述上层LTCC多层结构和底层LTCC多层结构中的电路基板采用A6M材料的LTCC基板。相对于现有技术，本技术的优点如下：1)该技术方案中频率源的参考输入、SPI控制输入、电源输入以及频率输出均做成底部焊盘模式，该外形易于通过回流焊或者导电胶粘接工艺嵌入组件或模块中，安装方便，选择多样，具有灵活性；2)在整个频率源环路中，采用低相噪的鉴相器、VCO、运放以及放大器，并合理设置环路滤波器值，实现低相噪指标,相位噪声指标可达到-95dBc@1kHz；3)通过选用宽带宽的运放，线性放大区可以到100MHz，并通过设置三阶环路滤波，以及放大器增益倍数，实现跳频时间短，顺序跳频时间可以满足＜10us，任意跳频时间可以满足＜100us；4)该频率源结构具有通用性、灵活性，频率范围广，整体环路结构不变化，改变VCO以及分频器可以改变频率源的频带，可覆盖到4～8GHz、7～14GHz、10GHz～20GHz、19～26.5GHz；5)该方案采用A6M材料的LTCC基板作为电路基板，将模块分成两大部分：上层LTCC结构以及底层LTCC结构，将低频电路即鉴相器、有源环路布局在上层LTCC结构，将高频电路即VCO、放大器、分频器布局在底层LTCC，此布局方法可以保证高频器件的有效接地以及散热，同时可以将低频器件与高频器件实现空间上的隔离，减小信号的串扰；6)该技术方案由于有上下层LTCC板材，涉及到高频信号的垂直过度，通过仿真，优化出比较理想的垂直过度模型，在30GHz内有较好的电性能：损耗＜0.5dB，驻波比ρ＜1.5；7)该技术方案模块内部的高频信号采用共面波导的方式传输，可以减小电尺寸，减小小型化频率源内部布线面积。附图说明图1为本技术原理图；图2为本技术外形图；图3为本技术内部结构图；图4为过度示意图；图中：1、上层LTCC多层结构，2、底层LTCC多层结构，3、VCO输出信号垂直互连区，4、参考输入信号，5、散热通孔，6、频率输出。具体实施方式为了加深对本技术的认识和了解，下面结合附图对本技术作详细的说明。实施例1：参见图1-图4，一种小型化低相噪高速跳频源，所述高速跳频源包括上层LTCC多层结构1和底层LTCC多层结构2，所述上层LTCC多层结构1包括鉴相器和有源环路滤波，所述底层LTCC多层结构2包括VCO、功分器以及分频器，所述有源环路滤波包括环路滤波和运放结构，该方案中，所述底层LTCC多层结构包括还包括放大器，所述放大器设置在VCO和功分器之间，可以根据不同的输出频率要求来选择此级放大的参数；在其他的方案中，所述放大器根据实际情况可以选择用或者不用，参考信号4通过底部引脚接入模块底层LTCC多层结构2，并通过垂直过度结构输入至上层LTCC结构中的鉴相器的参考端，鉴相器的CP端接入环路滤波以及运放结构，经过有源环路的滤波和放大后，CP端的调谐电压通过垂直过度结构接入至底层LTCC结构的上表面，输入至VCO的调谐端，VCO根据调谐电压输出一个稳定的频率信号，通过放大器提高信号功率，再经由功分器将输出的频率信号功分两路，一路通过垂直过度至底层LTCC结构的底部引脚焊盘，作为频率输出；另一路输入至分频器后再通过垂直过度孔过度至上层LTCC结构的鉴相器的频率输入引脚，构成一个完整的回路。该方案中，将低频电路即鉴相器、有源环路布局在上层LTCC结构，将高频电路即VCO、放大器、分频器布局在底层LTCC。此布局方法可以保证高频器件的有效接地以及散热，同时可以将低频器件与高频器件实现空间上的隔离，减小信号的串扰。实施例2：参见图1-图4，作为本技术的一种改进，所述上层LTCC多层结构1和底层LTCC多层结构2通过纵向堆叠布线，实现高集成度的小型化频率源，其体积为9mm*9mm*2.5mm，实现LTCC的高度集成，该技术方案中的调频源体积较小，更加有利于在小型变频组件中使用。其余结构和优点与实施例1完全相同。实施例3：参见图1-图4，该技术方案中频率源的参考输入、SPI控制输入、电源输入以及频率输出均做成底部焊盘模式，该外形易于通过回流焊或者导电胶粘接工艺嵌入组件或模块中，安装方便，选择多样，具有灵活性；在整个频率源环路中，采用低相噪的鉴相器、VCO、运放以及放大器，并合理设置环路滤波器值，实现低相噪指标,相位噪声指标可达到-95dBc@1kHz。其余结构和优点与实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小型化低相噪高速跳频源，其特征在于，所述高速跳频源包括上层LTCC多层结构和底层LTCC多层结构，所述上层LTCC多层结构包括鉴相器和有源环路滤波，所述底层LTCC多层结构包括VCO、功分器以及分频器。

【技术特征摘要】
1.一种小型化低相噪高速跳频源，其特征在于，所述高速跳频源包括上层LTCC多层结构和底层LTCC多层结构，所述上层LTCC多层结构包括鉴相器和有源环路滤波，所述底层LTCC多层结构包括VCO、功分器以及分频器。2.根据权利要求1所述的小型化低相噪高速跳频源，其特征在于，所述有源环路滤波包括环路滤波和运放结构。3.根据权利要求2所述的小型化低相噪高速跳频源，其特征在于，所述底层LTCC多层结构包括放大器，所述放大器设置在VCO和功分器之间。4.根据权利要求3所述的小型化低相噪高速跳频源，其特征在于，参考信号通过底部引脚接入模块底层LTCC多层结构，并通过垂直过度结构输入至上层LTCC结构中的鉴相器的参考端，鉴相器的CP端接入环路滤波以及运放结构，经过有源环路的滤波和放大后，CP端的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李霄，计君伟，沈磊，豆兴昆，王谦，
申请(专利权)人：南京恒电电子有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32