基于级联混频的宽带细步进捷变频频率合成装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于级联混频的宽带细步进捷变频频率合成装置及方法，该发明专利技术利用细步进的DDS信号与粗步进的点频信号进行多级混频，产生宽带、细步进频率。在现有器件水平下，经过合适选型，该频率合成方法具有宽带、细步进、捷变频、低相位噪声、低杂散和小型化的特点。

Wideband fine stepping frequency agile frequency synthesizer and method based on cascade mixing

The invention relates to a broadband fine step frequency agile synthesizing device and method based on cascade mixing. The invention utilizes the fine step DDS signal and the coarse step point frequency signal for multistage mixing to produce the broadband and fine step frequency. At the current device level, the frequency synthesis method has the characteristics of broadband, fine stepping, agile frequency, low phase noise, low spurious and miniaturization.

【技术实现步骤摘要】
基于级联混频的宽带细步进捷变频频率合成装置及方法
本专利技术属于微波
，涉及一种微波频率源的高性能设计，具体涉及为基于级联混频的宽带细步进捷变频频率合成装置及方法。
技术介绍
微波频率源是微波电路中关键部件，尤其在雷达、干扰对抗、微波成像等应用场景下，其性能指标尤为苛刻。现有一些频率合成方法较为传统，难以兼顾宽带、细步进、捷变频、低相位噪声、低杂散和小型化的要求。本专利技术提出一种基于级联混频的频率合成方法，在现有器件水平下，经过合适选型，该频率合成方法具有宽带、细步进、捷变频、低相位噪声、低杂散和小型化的特点。
技术实现思路
要解决的技术问题在雷达、干扰对抗、微波成像等应用场景下，对频率源的指标要求愈加苛刻。现有频率合成方法难以兼顾宽带、低相位噪声、细步进、捷变频、低杂散和小型化的要求。本专利技术提出了一种新颖的微波频率合成装置及方法，该方法基于目前器件水平，能够同时满足微波频率源的高指标和小型化需求。技术方案一种基于级联混频的宽带细步进捷变频频率合成装置，包括第一本振源、DDS、第二本振源、M级混频器、M-1级二路功分器、M-1路功分器和单刀M掷开关，其中M为大于1的正整数；所述的第一本振源产生F1、F2、...、FN的点频，其中F2-F1＝F3-F2＝···＝FN-FN-1＝BW0，N为正整数；DDS产生频率范围为Fa～Fb、带宽为BW0的细步进中频信号，频率步进可达0.1Hz；第二本振源产生频率为N×BW0的单点频信号；第一本振源连接第一级混频器的LO端口，第二本振源连接第一级混频器的IF端口，第一级混频器输出连接第一级二路功分器；第二本振源通过M-1路功分器功分出M-1路第二本振信号，每一路功分出的第二本振信号均连接一个混频器的IF端口；第一级二路功分器一分为二后，一路与第二本振源功分的M-1路进行混频后输入到第二级二路功分器，另一路直接输入到单刀M掷开关，第二级二路功分器到第M-1级二路功分器的连接关系与第一级二路功分器相同，第M级混频器的输出连接到单刀M掷开关。上述的合成装置实现的宽带细步进捷变频频率合成方法，当第一本振源提供F1的点频时，取混频器输出和频，输出频率为F1+Fa～F1+Fb，带宽为BW0；当第一本振源提供F2的点频时，取混频器输出和频，输出频率为F2+Fa～F2+Fb，带宽为BW0；以此类推，当第一本振源提供FN的点频时，取混频器输出和频，输出频率为FN+Fa～FN+Fb，带宽为BW0；第一级混频输出的频率范围是F1+Fa～FN+Fb，带宽为N×BW0；设FA＝F1+Fa，FB＝FN+Fb，BWN＝N×BW0；该信号进入二路功分器后进入单刀M掷开关，当选通该路时，最终可输出FA～FB频率信号，带宽为BWN；FA～FB信号从二路功分器输出到第二级混频器，与第二本振点频BWN信号进行混频，混频信号差频为FA-BWN～FB-BWN，和频信号为FA+BMN～FB+BWN，和频和差频带宽均为BWN；该信号进入二路功分器后进入单刀M掷开关，当选通该路时，最终可输出FA-BWN～FB-BWN和FA+BWN～FB+BWN；第一级混频后输出信号频段为FA～FB，第二路与第一路共同可以输出FA-BWN～FB+BWN；以此类推，当级联混频链路达到M级时，最终从单刀M掷开关可输出频率范围为FA-(M-1)×BWN～FB+(M-1)×BWN；当FA-(M-1)×BWN频率小于等于0时，就需要停止取差频，只取和频。有益效果本专利技术提出的一种基于级联混频的宽带细步进捷变频频率合成装置及方法，该频率合成方法基于级联混频，能够实现宽带、细步进、捷变频、低相位噪声、低杂散和小型化等优点。附图说明图1基于级联混频的频率合成方法框图图2基于级联混频的3～8GHz频率源方案具体实施方式现结合实施例、附图对本专利技术作进一步描述：基于级联混频的频率合成方法其信号流程图如图1所示。其中1是第一本振源，信号具有低相位噪声、粗步进、宽带的特点，可提供F1,F2...FN(N为正整数)的点频，其中F2-F1＝F3-F2＝···＝FN-FN-1＝BW0；2是基于DDS的细步进中频信号，提供信号的频率范围Fa～Fb,带宽为BW0，频率步进可达0.1Hz；3是第二本振源，是单点频信号，频率为N×BW0；4及与4相同的图形符号为混频器；5及与5相同的图形符号为二路功分器；6为M-1(M为大于1的正整数)路功分器；7为单刀M掷开关。第一本振源1输入混频器的LO端口，第二本振源2和中频信号3输入混频器的IF端口。第二本振源2通过M-1路功分器，分出M-1路第二本振信号。箭头方向表示信号传输方向。当第一本振源提供F1的点频时，取混频器输出和频，输出频率为F1+Fa～F1+Fb，带宽为BW0；当第一本振源提供F2的点频时，取混频器输出和频，输出频率为F2+Fa～F2+Fb，带宽为BW0；以此类推，当第一本振源提供FN的点频时，取混频器输出和频，输出频率为FN+Fa～FN+Fb，带宽为BW0。由于F1,F2...FN之间频点相差BW0，不难发现第一级混频输出的频率范围是F1+Fa～FN+Fb，带宽为N×BW0。为方便表示，设FA＝F1+Fa，FB＝FN+Fb，BWN＝N×BW0。该信号进入二路功分器后进入单刀M掷开关，当选通该路时，最终可输出FA～FB频率信号,带宽为BWN。FA～FB信号从二路功分器输出到第二级混频器(此时M＝2)，与第二本振点频BWN信号进行混频，混频信号差频为FA-BWN～FB-BWN,和频信号为FA+BMN～FB+BWN，不难发现和频和差频带宽均为BWN。该信号进入二路功分器后进入单刀M掷开关，当选通该路时，最终可输出FA-BWN～FB-BWN和FA+BWN～FB+BWN。第一级混频后输出信号频段为FA～FB，第二路与第一路共同可以输出FA-BWN～FB+BWN。以此类推，当级联混频链路达到M级时，最终从单刀M掷开关可输出频率范围为FA-(M-1)×BWN～FB+(M-1)×BWN。需要注意，当FA-(M-1)×BWN频率小于等于0时，就需要停止取差频，只取和频，因为频率不能为负数。具体频率源方案如图2所示，设N＝5，M＝3，BW0＝200MHz。1为第一本振源，为4.7GHz，4.9GHz...5.5GHz点频；2为第二本振源，为1GHz点频；3为基于DDS的细步进中频信号，频段为300MHz～500MHz，步进为0.1Hz；4及与4相同的图形符号为混频器；5及与5相同的图形符号为二路功分器；6为2路功分器；7为单刀3掷开关。第一本振源1输入混频器的LO端口，第二本振源2和中频信号3输入混频器的IF端口。第一级混频：中频信号和第一本振信号混频后取混频器输出和频，可输出频率范围5GHz～6GHz。第二级混频：第一级输出信号与第二本振进行混频，差频信号为4GHz～5GHz，和频信号为6GHz～7GHz，与第一级合并可输出4GHz～7GHz信号。第三级混频：第二级输出信号与第二本振进行混频，差频信号为3GHz～4GHz，和频信号为7GHz～8GHz，与前两级信号合并后可输出3GHz～8GHz信号，信号流图详见图2。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于级联混频的宽带细步进捷变频频率合成装置，其特征在于包括第一本振源(1)、DDS(2)、第二本振源(3)、M级混频器(4)、M‑1级二路功分器(5)、M‑1路功分器(6)和单刀M掷开关(7)，其中M为大于1的正整数；所述的第一本振源(1)产生F1、F2、...、FN的点频，其中F2‑F1＝F3‑F2＝···＝FN‑FN‑1＝BW0，N为正整数；DDS(2)产生频率范围为Fa～Fb、带宽为BW0的细步进中频信号，频率步进可达0.1Hz；第二本振源(3)产生频率为N×BW0的单点频信号；第一本振源(1)连接第一级混频器的LO端口，第二本振源(3)连接第一级混频器的IF端口，第一级混频器输出连接第一级二路功分器；第二本振源(2)通过M‑1路功分器功分出M‑1路第二本振信号，每一路功分出的第二本振信号均连接一个混频器的IF端口；第一级二路功分器一分为二后，一路与第二本振源(2)功分的M‑1路进行混频后输入到第二级二路功分器，另一路直接输入到单刀M掷开关(7)，第二级二路功分器到第M‑1级二路功分器的连接关系与第一级二路功分器相同，第M级混频器的输出连接到单刀M掷开关(7)。

【技术特征摘要】
1.一种基于级联混频的宽带细步进捷变频频率合成装置，其特征在于包括第一本振源(1)、DDS(2)、第二本振源(3)、M级混频器(4)、M-1级二路功分器(5)、M-1路功分器(6)和单刀M掷开关(7)，其中M为大于1的正整数；所述的第一本振源(1)产生F1、F2、...、FN的点频，其中F2-F1＝F3-F2＝···＝FN-FN-1＝BW0，N为正整数；DDS(2)产生频率范围为Fa～Fb、带宽为BW0的细步进中频信号，频率步进可达0.1Hz；第二本振源(3)产生频率为N×BW0的单点频信号；第一本振源(1)连接第一级混频器的LO端口，第二本振源(3)连接第一级混频器的IF端口，第一级混频器输出连接第一级二路功分器；第二本振源(2)通过M-1路功分器功分出M-1路第二本振信号，每一路功分出的第二本振信号均连接一个混频器的IF端口；第一级二路功分器一分为二后，一路与第二本振源(2)功分的M-1路进行混频后输入到第二级二路功分器，另一路直接输入到单刀M掷开关(7)，第二级二路功分器到第M-1级二路功分器的连接关系与第一级二路功分器相同，第M级混频器的输出连接到单刀M掷开关(7)。2.根据权利要求1所述的合成装置实现的宽带细步进捷变频频率合成方法，其特征在于：当第一本振源(1)提供F...

【专利技术属性】
技术研发人员：王栋，常进，芦嘉，李昂，刘洪升，糜光璞，杨俐，李良，余铁军，段军，
申请(专利权)人：西安电子工程研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61