L波段低相噪频率源制造技术

本发明专利技术公开了一种L波段低相噪频率源，包括参考源模块、时钟信号模块、本振信号模块、控制电路模块；所述参考源模块产生80MHz参考源信号分别输出至时钟信号模块、本振信号模块、控制电路模块；所述时钟信号模块用于实现参考源信号的四分频，产生雷达系统的20MHz时钟信号及功率检测信号；所述控制电路模块主要包括FPGA控制电路，用于控制本振信号模块输出频率信号及接收参考源信号、功率检测信号用于判断系统故障信息。本发明专利技术采用直接模拟合成和直接数字合成相结合的频率合成方式，使得频率源具有较低的相位噪声、较高的输出频谱纯度、跳频时间间隔短，良好的寄生抑制性能，较高的频率分辨率。

Low phase noise frequency source in L band

The invention discloses a L band low phase noise frequency source, which includes the reference source module, the clock signal module, the local oscillator signal module and the control circuit module. The reference source module produces the 80MHz reference source signal to the clock signal module, the local oscillator signal module and the control circuit module, and the clock signal module is used in the real time. The 20MHz clock signal and power detection signal of the radar system are produced by the four division frequency of the source signal. The control circuit module mainly includes the FPGA control circuit, which is used to control the output frequency signal of the local oscillator module and receive the reference source signal and the power detection signal to judge the fault information of the system. The invention adopts the frequency synthesis method combining direct analog synthesis and direct digital synthesis, which makes the frequency source have lower phase noise, higher output spectrum purity, short frequency hopping interval, good parasitism suppression performance and high frequency resolution.

【技术实现步骤摘要】
L波段低相噪频率源
本专利技术涉及雷达系统领域，特别是涉及一种L波段低相噪频率源。
技术介绍
L波段低空雷达为了获得相参信号的处理增益、强杂波的抑制能力和抗干扰能力，实现杂波背景下低空小目标的有效探测，对频率源的相位噪声、频谱纯度以及跳频转换时间等的性能具有较高要求。这就要求雷达系统设计选用合理的频率合成方式，目前主要的频率合成方式有直接模拟合成技术、直接数字合成技术和间接频率合成技术。直接模拟合成技术(DAS)是以稳定振荡器产生的频率为基准，通过分频、倍频、混频和滤波，产生所需的各种频率，具有相位噪声低和频率转换时间短等优点，存在系统设计复杂、频谱纯度不高、过多杂散分量等缺点。直接数字合成技术(DDS)是对参考时钟直接进行数字采样，用数字处理技术通过数模转换，以连续相位转换频率，实时地产生高分辨率的频率信号，具有频率分辨率高，变频时间快、输出相位连续、结构灵活等优点，但由于本身较高的相噪、输出频率的上限低、限制了使用范围。间接频率合成技术(PLL)是以稳定振荡器产生的频率为基准，利用锁相环的特性或锁相倍频产生所需要的频率，具有极宽的频率范围，良好的寄生抑制性能，输出频谱纯度高，体积小等优点，但存在频率转换时间较长，频率分辨率有限等缺点。以上的频率源合成方式均不能完全满足L波段低空雷达系统的使用要求，因此亟需提供一种新型的L波段低相噪频率源来解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种相位噪声低、杂散抑制性好、跳频时间间隔短的L波段低相噪频率源。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种L波段低相噪频率源，主要包括参考源模块、时钟信号模块、本振信号模块、控制电路模块；所述参考源模块产生80MHz参考源信号分别输出至时钟信号模块、本振信号模块、控制电路模块；所述时钟信号模块主要包括依次相连的四分频电路、滤波电路、耦合电路、功率检测电路，用于实现参考源信号的四分频，产生雷达系统的20MHz时钟信号及功率检测信号；所述本振信号模块包括一本振信号模块、二本振信号模块；所述一本振信号模块主要包括细频标模块电路、粗频标模块电路、混频放大电路、后置处理电路，粗频标模块电路输出一路采样时钟信号至细频标模块电路及一路粗频标信号至混频放大电路，细频标模块电路的输出端与混频放大电路的输入端相连，混频放大电路的输出端与后置处理电路相连，后置处理电路输出一本振信号及功率检测信号；所述二本振信号模块通过对参考源信号、时钟信号的混频、分频、倍频产生二本振信号及功率检测信号；所述控制电路模块主要包括FPGA控制电路，用于控制本振信号模块输出频率信号及接收参考源信号、功率检测信号用于判断系统故障信息。在本专利技术一个较佳实施例中，所述参考源模块主要包括晶振信号源、与晶振信号源相连的功分器，晶振信号源产生80MHz参考源信号经过功分器实现四路功分。进一步的，所述晶振信号源采用80MHz的抗振低相噪恒温晶体振荡器OXK581D，具有超低相位噪声，可低至-165dBc@1KHz。在本专利技术一个较佳实施例中，所述粗频标模块电路主要包括梳状倍频电路、与梳状倍频电路相连的第一开关滤波电路，第一开关滤波电路输出1520MHz、1600MHz和1680MHz三个粗频标信号和960MHz的DDS采样时钟信号。所述梳状倍频电路对参考源信号进行高效倍频，产生系列频谱，通过第一开关滤波电路组选出上述四个信号。在本专利技术一个较佳实施例中，所述细频标模块电路主要包括频率直接合成电路、与频率直接合成电路相连的第二开关滤波电路，频率直接合成电路的输入端输入80MHz参考源信号及960MHz的DDS采样时钟信号，第二开关滤波电路输出250～325MHz细频标信号。进一步的，所述频率直接合成电路采用直接数字频率合成器DDS。DDS输出信号的频率由FPGA控制电路控制。在本专利技术一个较佳实施例中，所述混频放大电路主要包括相互连接的混频器、放大器。混频放大电路对输入的1520MHz、1600MHz和1680MHz三个粗频标信号和250～325MHz细频标信号进行混频和放大，并送到后置处理电路进行混频后信号的处理。在本专利技术一个较佳实施例中，所述后置处理电路主要包括功率检测电路、依次相连的第三开关滤波电路、耦合电路、功率放大电路，耦合电路的输出端与功率检测电路相连。后置处理电路对输入的混频后信号进行滤波和功率放大，输出1775MHz～1975MHz的一本振信号到雷达系统。另外，滤波后的混频信号经过耦合电路输出一路信号到功率检测电路，经过功率检测输出检测信号至FPGA控制电路。在本专利技术一个较佳实施例中，所述二本振信号模块主要包括四分频电路、五倍频电路、第一混频电路、第二混频电路、第三混频电路、第四混频电路、滤波放大电路、耦合电路、功率检测电路；所述第一混频电路输入80MHz参考源信号及20MHz时钟信号、输出100MHz第一混频信号至第二混频电路、第三混频电路；所述第二混频电路输入80MHz参考源信号及100MHz第一混频信号、输出180MHz第一混频信号至四分频电路，四分频电路输出45MHz分频信号；所述第三混频电路输入100MHz第一混频信号及45MHz分频信号、输出145MHz第三混频信号；所述五倍频电路输入80MHz参考源信号、输出400MHz倍频信号至第四混频电路，第四混频电路的输出信号经过滤波放大电路及耦合电路后输出频率为545MHz的二本振信号，耦合电路同时输出一路二本振信号到功率检测电路进行信号的功率检测。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术采用直接模拟合成和直接数字合成相结合的频率合成方式，综合两者的优点，使得频率源具有较低的相位噪声、较高的输出频谱纯度、跳频时间间隔短，良好的寄生抑制性能，较高的频率分辨率等优点，为雷达提供低相位噪声的信号，提高雷达系统的改善因子，提升雷达的低空小目标探测能力；(2)本专利技术采用模块化设计，系统结构相对简单，提高了系统可靠性；(3)本专利技术采用信号自检测技术，通过FPGA控制电路能够实现输出时钟、本振信号功率的监测，有效判断系统的故障信息，降低了系统的维修难度。附图说明图1是本专利技术L波段低相噪频率源一较佳实施例的原理框图；图2是所述L波段低相噪频率源的结构框图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。请参阅图1和图2，本专利技术实施例包括：一种L波段低相噪频率源，主要包括参考源模块、时钟信号模块、本振信号模块、控制电路模块。所述参考源模块主要包括晶振信号源、功分器，晶振信号源产生80MHz参考源信号经过功分器实现四路功分，分别输出至时钟信号模块、本振信号模块、控制电路模块，产生雷达系统的20MHz时钟信号、本振信号和控制模块的采样时钟。优选的，所述晶振信号源采用80MHz的抗振低相噪恒温晶体振荡器OXK581D，具有超低相位噪声，可低至-165dBc@1KHz。所述时钟信号模块主要包括四分频电路、滤波电路、耦合电路、功率检测电路，参考源信号经过四分频电路进行四分频，输出两路信号，一路为20MHz时钟信号输出至二本振信号模块，另一路四分频信号经过滤波电路进行滤波，再经过耦合电路产生两路信号，其中一路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种L波段低相噪频率源，其特征在于，主要包括参考源模块、时钟信号模块、本振信号模块、控制电路模块；所述参考源模块产生80MHz参考源信号分别输出至时钟信号模块、本振信号模块、控制电路模块；所述时钟信号模块主要包括依次相连的四分频电路、滤波电路、耦合电路、功率检测电路，用于实现参考源信号的四分频，产生雷达系统的20MHz时钟信号及功率检测信号；所述本振信号模块包括一本振信号模块、二本振信号模块；所述一本振信号模块主要包括细频标模块电路、粗频标模块电路、混频放大电路、后置处理电路，粗频标模块电路输出一路采样时钟信号至细频标模块电路及一路粗频标信号至混频放大电路，细频标模块电路的输出端与混频放大电路的输入端相连，混频放大电路的输出端与后置处理电路相连，后置处理电路输出一本振信号及功率检测信号；所述二本振信号模块通过对参考源信号、时钟信号的混频、分频、倍频产生二本振信号及功率检测信号；所述控制电路模块主要包括FPGA控制电路，用于控制本振信号模块输出频率信号及接收参考源信号、功率检测信号用于判断系统故障信息。

【技术特征摘要】
1.一种L波段低相噪频率源，其特征在于，主要包括参考源模块、时钟信号模块、本振信号模块、控制电路模块；所述参考源模块产生80MHz参考源信号分别输出至时钟信号模块、本振信号模块、控制电路模块；所述时钟信号模块主要包括依次相连的四分频电路、滤波电路、耦合电路、功率检测电路，用于实现参考源信号的四分频，产生雷达系统的20MHz时钟信号及功率检测信号；所述本振信号模块包括一本振信号模块、二本振信号模块；所述一本振信号模块主要包括细频标模块电路、粗频标模块电路、混频放大电路、后置处理电路，粗频标模块电路输出一路采样时钟信号至细频标模块电路及一路粗频标信号至混频放大电路，细频标模块电路的输出端与混频放大电路的输入端相连，混频放大电路的输出端与后置处理电路相连，后置处理电路输出一本振信号及功率检测信号；所述二本振信号模块通过对参考源信号、时钟信号的混频、分频、倍频产生二本振信号及功率检测信号；所述控制电路模块主要包括FPGA控制电路，用于控制本振信号模块输出频率信号及接收参考源信号、功率检测信号用于判断系统故障信息。2.根据权利要求1所述的L波段低相噪频率源，其特征在于，所述参考源模块主要包括晶振信号源、与晶振信号源相连的功分器，晶振信号源产生80MHz参考源信号经过功分器实现四路功分。3.根据权利要求2所述的L波段低相噪频率源，其特征在于，所述晶振信号源采用80MHz的抗振低相噪恒温晶体振荡器OXK581D。4.根据权利要求1所述的L波段低相噪频率源，其特征在于，所述粗频标模块电路主要包括梳状倍频电路、与梳状倍频电路相连的第一开关滤波电路，第一开关滤波电路输出1520MHz、1600MHz和1680MHz三个粗频标信号和960MHz的DDS采样时钟信...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡翠翠，王本有，符茂胜，孟宪猛，赵仁义，王梅，
申请(专利权)人：皖西学院，
类型：发明
国别省市：安徽,34