一种低虚警的频率源实时故障检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种低虚警的频率源实时故障检测装置，包括依次连接的定向耦合器、本振频率源、镜像抑制混频器、低通滤波器、负载、第一低噪声放大器、带通滤波器、第二低噪声放大器、射频检波器、幅度比较器。本发明专利技术具有对频率源的频率、功率两项主要性能指标进行实时检测的能力；仅采用模拟电路就实现了对频率源的故障检测，电路相对简单，可靠性高，体积小，功耗低；故障检测率高，虚警概率低。虚警概率低。虚警概率低。

【技术实现步骤摘要】
一种低虚警的频率源实时故障检测装置


[0001]本专利技术属于频率合成
，具体涉及一种低虚警的频率源实时故障检测装置。

技术介绍

[0002]频率源是雷达等电子设备系统的重要组成部分，其为整机系统发射机提供发射信号，为接收机提供本振信号，为整机提供同步相参时钟信号，这些频率源的输出信号对整机系统技战术性能有着重要的影响。因此，频率源的健康状态是整机系统时刻关注的。为了让整机系统能够及时获取频率源的健康状态信息，设计者通常依据频率源信号的主要特征对频率源进行故障检测，并根据检测结果将频率源的状态信息反馈至整机系统。
[0003]现代频率源合成技术分为直接频率合成技术和间接频率合成技术两大类，其中间接频率合成技术又以锁相频率合成方式为主，同时这两大类频率合成技术又分别细分有数字和模拟方式。高性能频率源通常需要采取多种频率合成技术相结合的方式来实现。
[0004]现有技术一般采用以下几种方法来对频率源进行故障检测：
[0005]对以锁相频率合成方式为主的频率源的故障检测方法主要是采信锁相环路的锁定指示信号，通常该锁定指示信号是“TTL”高电平表锁定，“TTL”低电平表失锁。这种故障检测方法的优点是无须外加检测电路，能够反映频率源的锁定状态，缺点是无法反映频率源的任何主要特征，虚警概率高；
[0006]最为普遍采用的频率源故障检测方法是通过功分器或耦合器得到频率源信号的部分功率，该部分功率的频率源信号由检波二极管转换为直流电压信号，该直流电压信号经过放大后与预先设定好的门限电压进行比较，较大则输出高电平，较小则输出低电平。这种方法是通过判断频率源信号功率大小的方式来对频率源进行故障检测的，其优点是检测电路简单，能够定性的判断频率源信号的功率大小，缺点是反映的频率源主要特征信息较少，虚警概率较高，无法准确反映频率源的健康状态；
[0007]为了能够得到频率源更多的特征信息，还有一些设计师改进了前述的频率源故障检测方法，具体是通过功分器或耦合器得到频率源信号的部分功率，该部分功率的频率源信号通过频率变换至中频信号，再将该中频信号通过模数转换器转换成数字信号后进行信号分析，这种检测方法可以得到频率源信号的频率、功率、杂散信息，甚至通过特定算法可以得到相位噪声等信息，其优点是得到的频率源特征信息较为全面，可以准确反映频率源的健康状态，缺点是该检测方法需要的电路结构复杂，成本高，体积大，功耗大，能够应用的场景少。

技术实现思路

[0008]本专利技术提出了一种低虚警的频率源实时故障检测装置。
[0009]实现本专利技术的技术解决方案为：一种低虚警的频率源实时故障检测装置，包括定向耦合器、本振频率源、镜像抑制混频器、低通滤波器、负载、第一低噪声放大器、带通滤波
器、第二低噪声放大器、射频检波器、幅度比较器。
[0010]所述定向耦合器用于耦合输出一路频率源信号；
[0011]所述本振频率源用于产生与频率源信号频率相差固定差频的本振频率信号；
[0012]所述镜像抑制混频器用于将频率源信号与本振频率源输出的本振频率信号进行混频，产生中频信号；
[0013]所述低通滤波器用于对镜像抑制混频器输出的中频信号进行滤波，抑制该信号包含的频率源信号及本振频率信号等高频信号；
[0014]所述负载用于匹配镜像抑制混频器的非使用输出端口；
[0015]所述第一低噪声放大器用于将中频信号进行功率放大，补偿前级器件的功率损耗；
[0016]所述带通滤波器用于对中频信号进行滤波，抑制除中频信号之外的其它频率分量信号；
[0017]所述第二低噪声放大器用于将中频信号进行功率放大，使中频信号功率满足后级射频检波器输入功率要求；
[0018]所述射频检波器用于将中频信号转换为直流电压信号；
[0019]所述幅度比较器用于将直流电压信号与预先设置的门限电平进行比较，输出高电平或低电平。
[0020]优选地，所述定向耦合器采用20dB耦合度的微带定向耦合电路。
[0021]优选地，所述本振频率源采用基于LTCC工艺的小数分频数字锁相环路实现。
[0022]优选地，所述镜像抑制混频器采用IQ正交混频器来实现。
[0023]优选地，所述低通滤波器采用LTCC表面贴装滤波器。
[0024]优选地，所述负载采用50欧姆匹配负载电路。
[0025]优选地，所述第一低噪声放大器、第二低噪声放大器均采用InGaPHBT工艺的微波放大器芯片。
[0026]优选地，所述带通滤波器采用SAW滤波器。
[0027]优选地，所述射频检波器采用肖特基二极管来实现。
[0028]优选地，所述幅度比较器采用运算放大器搭建放大比较电路来实现。
[0029]本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：
[0030](1)具有对频率源的频率、功率两项主要性能指标进行实时检测的能力；
[0031](2)仅采用模拟电路就实现了对频率源的故障检测，电路相对简单，可靠性高，体积小，功耗低；
[0032](3)故障检测率高，虚警概率低；
[0033]下面结合附图对本专利技术做进一步详细的描述。
附图说明
[0034]图1为本专利技术的原理图。
具体实施方式
[0035]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对
本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0036]如图1所示，一种低虚警的频率源实时故障检测装置包括：定向耦合器1、本振频率源2、镜像抑制混频器3、低通滤波器4、负载5、第一低噪声放大器6、带通滤波器7、第二低噪声放大器8、射频检波器9、幅度比较器10。
[0037]定向耦合器1用于将频率源信号F耦合输出一路频率源耦合信号F
C
，F
C
与F频率相同，比F功率小20dB。作为一种具体实现方式，定向耦合器1采用20dB耦合度的微带定向耦合电路，该耦合电路对频率源信号F直通通道插损影响小，且保持了频率源耦合信号F
C
的信噪比。
[0038]本振频率源2用于产生与频率源信号F频率相差固定差频F
IF
的本振频率信号F
LO
，即F
LO
‑
F
IF
＝F。作为一种具体实现方式，本振频率源2采用基于LTCC工艺的小数分频数字锁相环路实现，该本振频率源信号频率始终高于被测频率源信号的频率，且保持固定差频，该差频频率为中频频率。
[0039]镜像抑制混频器3用于将频率源信号与本振频率源输出的本振频率信号进行混频，产生中频信号F
IF
。作为一种具体实现方式，镜像抑制混频器3采用IQ正交混频器来实现，对当前指向的频率源信号的镜像信号抑制15dB以上，避免当频率源信号F出现错误且正好为镜像频率信号(即F
LO本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低虚警的频率源实时故障检测装置，其特征在于，包括定向耦合器、本振频率源、镜像抑制混频器、低通滤波器、负载、第一低噪声放大器、带通滤波器、第二低噪声放大器、射频检波器、幅度比较器，其中：定向耦合器用于将频率源信号F耦合输出一路频率源耦合信号F
C
，F
C
与F频率相同，比F功率小20dB；本振频率源用于产生与频率源信号F频率相差固定差频F
IF
的本振频率信号F
LO
，即F
LO
‑
F
IF
＝F，该差频频率为中频频率；镜像抑制混频器用于将频率源信号与本振频率源输出的本振频率信号进行混频，产生中频信号F
IF
；低通滤波器用于对镜像抑制混频器输出的中频信号F
IF
进行滤波，抑制该信号包含的频率源信号F及本振频率信号F
LO
；负载用于匹配镜像抑制混频器的非使用输出端口；第一低噪声放大器用于将低通滤波后的中频信号进行功率放大，补偿前级定向耦合器、镜像抑制混频器、低通滤波器的信号功率损耗；带通滤波器用于对第一次放大后的中频信号进行滤波，抑制除中频信号F
IF
之外的其它频率分量信号；第二低噪声放大器用于将带通滤波后的中频信号进行功率放大，使中频信号F
IF
功率满足后级射频检波器输入功率要求；射频检波器用于将第二次放大后的中频信号转换为直...

【专利技术属性】
技术研发人员：高峰，丁鼎，邓明杰，宋文良，崔林威，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七二三研究所，
类型：发明
国别省市：