基于雷达使用的Ka波段频率合成器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于雷达使用的Ka波段频率合成器，包括信号源输入电路，由80MHZ晶振和耦合器串联而成，80MHZ晶振用于产生80MHZ信号，由耦合器分频得到一本振输入信号和二本振输入信号；用于输出一本振16.8GHz信号的一本振电路，用于输出二本振1.54GHz信号的二本振电路，激励信号电路，包括串联的一级放大电路和二级放大电路，所述二本振电路输出端与一60MHz中频信号混频后接入一级放大电路输入端，所述一本振电路2倍频后与一级放大电路输出端连接至所述二级放大电路输入端，所述二级放大电路用于产生35.2GHz激励信号，使用本方案用于输出适用于雷达产品的激励信号。

【技术实现步骤摘要】
基于雷达使用的Ka波段频率合成器
本技术涉及雷达领域，具体涉及一种基于雷达使用的Ka波段频率合成器。
技术介绍
频率源是雷达系统的心脏，其中频率源的最重要的指标是相位噪声。如果频率源的相位噪声很差，那么雷达的反射波就会淹没在噪声之下，雷达的探测距离就会大大缩短，这个现象在多普勒雷达中更明显。在毫米波段，频率源的相位噪声很难做到雷达的最低要求指标-105dBc@1KHz，就用赛英的产品SIN-KaTRX5-T为例，SIN-KaTRX5-T的相位噪声才-97dBc@1KHz@35.2GHz比雷达需求的相位噪声指标差8dBc。我对该频率源方案从新设计，其指标已经可以达到-105dBc@1KHz@35.2GHz，满足雷达使用的最低相位噪声指标；并且这个指标还可进一步优化。发射激励源的改善因子I(1000Hz)，极限改善因子计算公式式中：I为极限改善因子(dB)，S/N为信号噪声比(dB)，B为频谱分析仪分析带宽(Hz)，PRF为发射脉冲重复频率(Hz)。市面上常规同类产品为I(1000Hz)≥45dB。35GHz这个频率段的常规频率源，远端相位噪声比较差。约为-110dBc@1MHz@35.2GHz、-110dBc@10MHz@35.2GHz、-110dBc@1GHz@35.2GHz。市面上毫米波接收组件通常会用谐波混频器，谐波混频器输入输出驻波非常差，而且实际工程应用中谐波混频器对本振的输入功率稳定要求非常高：1、谐波混频器输出杂散，互调非常多难以控制，必须要本振功率固定到某一值(约13dBm)时才能正常工作；2、对于雷达来讲，其工作环境在野外，气温变化为(-40℃～70℃)，在这个温度剧烈的变化中，微波本振的功率也会随环境温度变化，所以谐波混频器不适用于雷达产品。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于雷达使用的Ka波段频率合成器，用于输出适用于雷达产品的激励信号。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于雷达使用的Ka波段频率合成器，包括：信号源输入电路，由80MHZ晶振和耦合器串联而成，80MHZ晶振用于产生80MHZ信号，由耦合器分频得到一本振输入信号和二本振输入信号；一本振电路，所述一本振电路输入端连接所述耦合器的输出端口一，一本振电路输出端输出一本振16.8GHz信号；二本振电路，所述二本振电路输入端连接所述耦合器的输出端口二，二本振电路输出端输出二本振1.54GHz信号；激励信号电路，包括串联的一级放大电路和二级放大电路，所述二本振电路输出端与一60MHz中频信号混频后接入一级放大电路输入端，所述一本振电路2倍频后与一级放大电路输出端连接至所述二级放大电路输入端，所述二级放大电路用于产生35.2GHz激励信号。进一步的，所述一本振电路由介质锁相振荡器、2倍频器A、放大器A、调频器、功分器A依次串联组成，所述介质锁相振荡器输入端连接所述耦合器的输出端口一。进一步的，所述二本振电路由所述耦合器依次串联的放大器B、功分器B、同轴介质振荡器、功分器C组成，所述放大器B的输入端连接所述耦合器的输出端口二。进一步的，所述一级放大电路由一级混频器、一级调频器、一级放大管依次串联而成，一本振电路输出端连接所述一级混频器输入端；所述二级放大电由二级混频器、二级调频器、二级放大管、耦合器依次串联组成，所述一本振电路输出端与所述二级混频器之间串联一个2倍频器B。进一步的，所述2倍频器A和2倍频器B结构参数完全相同，其由一级放大管、二级放大管、三级放大管组成；所述一级放大管、二级放大管、三级放大管共漏极电压VD；所述二级放大管、三级放大管共栅极电压Vg；所述一级放大管栅极接倍频电压Vg1，其中所述一级放大管输入P1小于-10dBm～-5dBm。进一步的，所述一级放大管、二级放大管、三级放大管型号为GaSn放大管。进一步的，所述功分器C还输出：一路80M时钟信号；一路依次串联调频器A、3倍频器、调频器B、放大器B输出240M时钟。其中，80MHz时钟信号，送到外部雷达信号处理器的时钟分配电路；240MHz送到雷达DDS阵列做参考时钟。进一步的，所述一级混频器前端连接一个中频数字模块，所述60MHz中频信号由该中频数字模块产生。本技术的有益效果是：1)本方案极大的改善了35.2GHz频率源的相位噪声，理论极限值可以优化到-111dBc@1KHz@35.2GHz，实际样机测试值为-105dBc@1KHz@35.2GHz，远高于市面上常规毫米波频率源指标-97dBc@1KHz@35.2GHz。2)、改善了毫米波雷达系统的相位噪声和极限改善因子，使毫米波水浮植物雷达系统的相位噪声达到-105dBc@1KHz@35.2GHz；雷达系统的极限改善因子优化到I(1000Hz)≥51dB，高于市面上同等条件下常规毫米波雷达的指标。3)、让雷达回波更具有相干性，和抗干扰能力。4)、将谐波混频器，改进为倍频器+GaSn(砷化镓)混频器，让频率源系统输出始终有稳定的纯净信号。5)、技术将GaSn(砷化镓)放大器改良成倍频器：1、输入的GaSn(砷化镓)放大器的频率不在放大器工作频段内；2、通过GaSn(砷化镓)放大器的工作频率段来筛选倍频输出的频率，及倍频后不用滤波器就可以作为纯净的本振信号使用；3、减少了频率源倍频通道的使用器件数量，使频率源相位噪声得到一定的优化。6)、距离频谱远端相位噪声得到极大的改良，频谱远端相位噪声优于-119dBc@1MHz@35.2GHz、-144dBc@10MHz@35.2GHz、-153dBc@1GHz@35.2GHz。7)、使用了CRO(同轴介质振荡器)技术，从而改善锁相环输出的相位噪声。8)、雷达的极限改善因子I(1000Hz)优化到≥52dB。附图说明图1为本技术的系统框图；图2为改良后的2倍频器A/2倍频器B电路图；图3为GaSn(砷化镓)级联放大器的原理图图4为二级放大管、三级放大管频率响应曲线。具体实施方式下面结合具体实施例进一步详细描述本技术的技术方案，但本技术的保护范围不局限于以下。如图1所示，一种基于雷达使用的Ka波段频率合成器，包括：信号源输入电路，由80MHZ晶振和耦合器串联而成，80MHZ晶振用于产生80MHZ信号，由耦合器分频得到一本振输入信号和二本振输入信号；一本振电路，一本振电路输入端连接耦合器的输出端口一，一本振电路输出端输出一本振16.8GHz信号；二本振电路，二本振电路输入端连接耦合器的输出端口二，二本振电路输出端输出二本振1.54GHz信号；激励信号电路，包括串联的一级放大电路和二级放大电路，二本振电路输出端与一60MHz中频信号混频后接入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于雷达使用的Ka波段频率合成器，其特征在于，包括：/n信号源输入电路，由80MHZ晶振和耦合器串联而成，80MHZ晶振用于产生80MHZ信号，由耦合器分频得到一本振输入信号和二本振输入信号；/n一本振电路，所述一本振电路输入端连接所述耦合器的输出端口一，一本振电路输出端输出一本振16.8GHz信号；/n二本振电路，所述二本振电路输入端连接所述耦合器的输出端口二，二本振电路输出端输出二本振1.54GHz信号；/n激励信号电路，包括串联的一级放大电路和二级放大电路，所述二本振电路输出端与一60MHz中频信号混频后接入一级放大电路输入端，所述一本振电路2倍频后与一级放大电路输出端连接至所述二级放大电路输入端，所述二级放大电路用于产生35.2GHz激励信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于雷达使用的Ka波段频率合成器，其特征在于，包括：
信号源输入电路，由80MHZ晶振和耦合器串联而成，80MHZ晶振用于产生80MHZ信号，由耦合器分频得到一本振输入信号和二本振输入信号；
一本振电路，所述一本振电路输入端连接所述耦合器的输出端口一，一本振电路输出端输出一本振16.8GHz信号；
二本振电路，所述二本振电路输入端连接所述耦合器的输出端口二，二本振电路输出端输出二本振1.54GHz信号；
激励信号电路，包括串联的一级放大电路和二级放大电路，所述二本振电路输出端与一60MHz中频信号混频后接入一级放大电路输入端，所述一本振电路2倍频后与一级放大电路输出端连接至所述二级放大电路输入端，所述二级放大电路用于产生35.2GHz激励信号。


2.根据权利要求1所述的基于雷达使用的Ka波段频率合成器，其特征在于，所述一本振电路由介质锁相振荡器、2倍频器A、放大器A、调频器、功分器A依次串联组成，所述介质锁相振荡器输入端连接所述耦合器的输出端口一。


3.根据权利要求2所述的基于雷达使用的Ka波段频率合成器，其特征在于，所述二本振电路由所述耦合器依次串联的放大器B、功分器B、同轴介质振荡器、功分器C组成，所述放大器B的输入端连接所述耦合器的输出端口二。


4.根据权利要求3所述的基于雷达使用的Ka波段频...

【专利技术属性】
技术研发人员：余波，赵婷，孔石华，孙良，雷彬，
申请(专利权)人：成都锦江电子系统工程有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51