一种超低相噪多点捷变频信号的产生方法技术

本发明专利技术涉及一种超低相噪多点捷变频信号的产生方法，其步骤包括：接入可更换的梳状谱发生器，使参考频率信号直接通过梳状谱发生器倍频得到频率信号；采用带通滤波器完成首先初次选频滤波工作；再采用带有若干路滤波单元的开关滤波器按频率分段滤出需要的频率信号。本发明专利技术引入梳状谱发生器直接倍频方式输出信号，相噪仅按倍频系数恶化，而不会引入其他相噪恶化因素，能获得理想的相位噪声指标；同时，通过更换梳状谱，改变参考频率，更换滤波器频率，可实现输出不同频段的频率信号，达到L～KU频段超宽带覆盖；多个频率点的切换速度，即为开关切换时间，切换速度快；有利于提高杂波抑制度，减少杂散泄露。

A Method of Generating Ultra-Low Phase Noise Multi-Point Agile Frequency Signal

【技术实现步骤摘要】
一种超低相噪多点捷变频信号的产生方法
本专利技术涉及相控阵雷达通信技术，尤其涉及一种超低相噪多点捷变频信号的产生方法。
技术介绍
相控阵雷达即相位控制电子扫描阵列雷达，其能够从根本上解决传统机械扫描雷达的种种先天问题，在相同的孔径与操作波长下，相控阵的反应速度、目标更新速率、多目标追踪能力、分辨率、多功能性、电子对抗能力等都远优于传统雷达。宽带频率信号产生技术是现代雷达设计中的一项关键技术，相对于单个频点信号产生来讲，实现大带宽内良好的相位噪声性能和跳频时间等指标具有更大的难度，需要综合考虑各个方面的因素。变频信号的产生主要依靠频率源工作，因而，频率源是现代通信系统、雷达系统必不可少的关键部件，其主要作用是产生宽带本振信号或导引头自检信号，其性能指标直接影响到整个雷达系统的性能，目前，频率源技术更是现在微波测量、通信和雷达系统等应用领域里面的关键技术，其小型化、超宽带、低杂散和低功耗成为研究的热点，也是主要的发展趋势。本专利技术技术方案所涉及的多点捷变频信号产生的主要依靠合理设计便于产生高质量频谱信号的频率源，对于设计这种频率源并且使其用于产生变频信号的目的，主要在于不可或缺的应用需求，在现代相控阵雷达通信系统中，往往需要合成非常高纯度、超低相位噪声，频率点快速切换，并具有一定频谱带宽的频率信号，这样才能提高雷达通信系统的识别能力、抗干扰能力和实际生存能力。本专利技术技术方案之研发人员在设计之初的实际测试时发现，传统的多点频率源的产生方法，包括锁相频率合成或者直接频率合成方式，在实施与应用时，已经明显无法满足工作要求，这些方式在频率信号合成过程中的匹配度较低。可以直接显露出来的问题包括：①锁相频率合成，由于需要环路锁定时间，因此频率切换时间慢；②同时，其相位噪声与环路内的VCO、鉴相器和环路带宽直接相关，因此，相位噪声较差；③若直接频率合成，由于需要经过一系列混频、倍频和滤波，导致体积庞大、电路复杂、成本高昂；④由于频率源系统产生变频信号方式存在着明显的局限性，其既不便于实现输出不同频段的频率信号，更加无法实现达到L～KU频段超宽带覆盖。综上所述，本专利技术正是在现有公知技术的基础上，对同一
内的产品结构提出进一步研发，提出一种方便产生L～Ku波段的超低相噪多点捷变频信号的产生方法，所提出的技术方案完全能解决现有技术存在的问题，当然，本专利技术技术方案之研发人员也是在将每一个研发阶段所采取的中间方案有效的进行多次性能测试，最终才得到趋于最佳优化的技术方案。
技术实现思路
为克服上述问题或者至少部分地解决或缓减解决上述问题，本专利技术提供一种超低相噪多点捷变频信号的产生方法，使其克服以往采用传统频率源及其产生方式在生成多点频率源的过程中所显露出的频率切换时间慢、极易受到各种相噪恶化因素以及杂波处理因素的影响等问题，并且能够实现通过同一种信号产生方式来实现输出不同频段的频率信号。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种超低相噪多点捷变频信号的产生方法，包括以下步骤：I、建立用于产生变频信号的频率源系统，频率源系统用于输入参考频率信号的频率信号输入端直接接入可更换的梳状谱发生器，使参考频率信号直接通过梳状谱发生器倍频得到频率信号，梳状谱发生器至少包括依次相接的放大器、阶跃二极管以及具有谐振电路的谐振单元；II、将梳状谱发生器信号输出端直接接入频率源系统的带通滤波器，其用于将各种频率的谐波信号滤出若干种所需频率的谐波信号且同时去除其他不需要的谐波信号，完成首先初次选频滤波工作；III、采用带有若干路滤波单元的开关滤波器与带通滤波器的信号输出端相接，每一路滤波单元对应一个频率点并且按频率分段滤出需要的频率信号；其中，开关滤波器于其内部信号输入端、信号输出端分别设置一组单刀多掷开关用于扩展开关滤波器路数、以及路间隔离，并且通过单刀多掷开关控制每路滤波单元；其中，每路滤波单元采用两个串联的SAW射频滤波器，并且于同一路的两个SAW射频滤波器之间插入一个可断电控制放大器，当某一路滤波单元选通时，使其他路滤波单元的放大器实现掉电、无增益、以及信号衰减；IV、将开关滤波器与增益放大器连接，使开关滤波器输出的高纯度单点频率信号经由增益放大器放大后输出需要的功率信号。对于以上本专利技术实施的技术方案，进一步的实施手段还包括：梳状谱发生器根据输出的信号频段频率不同采用相应工作频段的阶跃二极管；相应地，频率源系统通过更换梳状谱发生器以及改变参考频率，来获得不同输出谐波频率。进一步地：若按照参考频率信号采用100MHz的频率信号，则四种滤波信号包括1200MHz、1400MHz、1600MHz和1800MHz频率。若开关滤波器采用四路通道，所述四路通道所选用的射频滤波器依次为：TA0718A射频滤波器，中心频率1200MHz、带宽20MHz；TA0582A射频滤波器，中心频率1400MHz、带宽20MHz；TA2268A射频滤波器，中心频率1600MHz、带宽20MHz；TA1169A射频滤波器，中心频率1800MHz、带宽20MHz。本专利技术之技术方案，还可相应地实施为：开关滤波器的通道数量与产生的频率点数相同，每一路通道对应一个频率点；开关滤波器位于不同路隔离通道的射频滤波器不相同且位于同一路的两个射频滤波器相同。对于单刀多掷开关，其采用优选型号为HMC241LP4E的高隔离开关，且其工作频率DC～4GHz、插损1dB、隔离度43dB。对于阶跃二极管，其优选采用型号为2J3C，由于在梳状谱发生器内部设置ERA-5SM+放大器能够输出足够功率，其可推动阶跃二极管2J3C激励输出一系列频率的谐波信号。本专利技术有益效果为：(1)该方法于频率源系统内引入梳状谱发生器直接倍频方式输出信号，相噪仅按倍频系数恶化，而不会引入其他相噪恶化因素，从而能够获得理想的相位噪声指标；(2)该方法采用单刀多掷开关的开关滤波器，集成多路滤波单元，每路滤波单元对应一个频率点，可输出多个频率点信号，多个频率点的切换速度，即为开关切换时间，因此具有非常高的切换速度；(3)通过在每一路滤波单元采用集成串联的两个微型SAW射频滤波器，有利于提高杂波抑制度，同时，每一路的两个SAW射频滤波器之间插入一个可断电控制放大器，有利于提高通道的路间隔离，减少了杂散泄露；(4)通过更换梳状谱部分以及改变参考频率，可实现输出不同频段的频率信号，从而达到L～KU频段超宽带覆盖。附图说明下面根据附图对本专利技术作进一步详细说明。图1是本专利技术实施例所述超低相噪多点捷变频信号的产生方法，其处理流程示意图；图2是本专利技术实施例所述超低相噪多点捷变频信号的产生方法，其采用的梳状谱发生器部分工作原理示意图；图3是本专利技术实施例所述超低相噪多点捷变频信号的产生方法，其采用的具有N路通道的开关滤波器部分工作原理示意图。具体实施方式本专利技术拟实施的超低相噪多点捷变频信号的产生方法，所实施的技术手段要达到的目的在于，克服以往采用传统频率源及其产生方式在生成多点频率源的过程中所显露出的频率切换时间慢、极易受到各种相噪恶化因素以及杂波处理因素的影响等问题，并且能够实现通过同一种信号产生方式来实现输出不同频段的频率信号，达到L～KU频段超宽带覆盖。本专利技术所实施之技术方案包括，信号的产生方法主要依靠采用频率源系统并设计合理的处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超低相噪多点捷变频信号的产生方法，其特征在于，包括以下步骤：I、建立用于产生变频信号的频率源系统，所述频率源系统用于输入参考频率信号的频率信号输入端直接接入可更换的梳状谱发生器，使参考频率信号直接通过梳状谱发生器倍频得到频率信号，所述梳状谱发生器包括依次相接的放大器、阶跃二极管；II、将所述梳状谱发生器信号输出端直接接入所述频率源系统的带通滤波器，其用于将各种频率的谐波信号滤出若干种所需频率的谐波信号且同时去除其他不需要的谐波信号，完成首先初次选频滤波工作；III、采用带有若干路滤波单元的开关滤波器与所述带通滤波器的信号输出端相接，每一路滤波单元对应一个频率点并且按频率分段滤出需要的频率信号；其中，所述开关滤波器于其内部信号输入端、信号输出端分别设置一组单刀多掷开关用于扩展开关滤波器路数、以及路间隔离，并且通过所述单刀多掷开关控制每路滤波单元；其中，每路滤波单元采用两个串联的SAW射频滤波器，并且于同一路的两个SAW射频滤波器之间插入一个可断电控制放大器，当某一路滤波单元选通时，使其他路滤波单元的放大器实现掉电、无增益、以及信号衰减；IV、将所述开关滤波器与增益放大器连接，使所述开关滤波器输出的高纯度单点频率信号经由所述增益放大器放大后输出需要的功率信号。...

【技术特征摘要】
1.一种超低相噪多点捷变频信号的产生方法，其特征在于，包括以下步骤：I、建立用于产生变频信号的频率源系统，所述频率源系统用于输入参考频率信号的频率信号输入端直接接入可更换的梳状谱发生器，使参考频率信号直接通过梳状谱发生器倍频得到频率信号，所述梳状谱发生器包括依次相接的放大器、阶跃二极管；II、将所述梳状谱发生器信号输出端直接接入所述频率源系统的带通滤波器，其用于将各种频率的谐波信号滤出若干种所需频率的谐波信号且同时去除其他不需要的谐波信号，完成首先初次选频滤波工作；III、采用带有若干路滤波单元的开关滤波器与所述带通滤波器的信号输出端相接，每一路滤波单元对应一个频率点并且按频率分段滤出需要的频率信号；其中，所述开关滤波器于其内部信号输入端、信号输出端分别设置一组单刀多掷开关用于扩展开关滤波器路数、以及路间隔离，并且通过所述单刀多掷开关控制每路滤波单元；其中，每路滤波单元采用两个串联的SAW射频滤波器，并且于同一路的两个SAW射频滤波器之间插入一个可断电控制放大器，当某一路滤波单元选通时，使其他路滤波单元的放大器实现掉电、无增益、以及信号衰减；IV、将所述开关滤波器与增益放大器连接，使所述开关滤波器输出的高纯度单点频率信号经由所述增益放大器放大后输出需要的功率信号。2.根据权利要求1所述的超低相噪多点捷变频信号的产生方法，其特征在于：所述梳状谱发生器根据输出的信号频段频率不同采用相应工作频段的阶跃二极管。3.根据权利要求1所述的超低相噪多点捷变频信号的产生方法，其特征在于：所述频率源系统通过更换梳状谱发生器以及改变参考频率，来获得不同输出谐波频率。4.根据权利要求1所述的超低...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩杰峰，
申请(专利权)人：韩杰峰，
类型：发明
国别省市：广东,44