【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及频率合成器，具体涉及一种基于自注入锁定和环内混频的低相噪频率源装置及实现方法。
技术介绍
1、高性能通信和雷达系统通常需要一个低噪声频率合成器作为本地振荡器，为调制、解调或频率转换提供纯净载波信号，因此也被称为电子系统的心脏。特别是在使用高频谱效率技术的场合，例如正交频分复用(ofdm)和子载波非正交的高谱效率频分复用(sefdm),这些高频谱效率技术密集聚合了成千上万个子载波，因此需要非常低的载波相位噪声以避免载波间相互干扰，此时频率合成器的带内和带外相位噪声性能都至关重要。自20世纪30年代提出锁相环以来，大多数频率合成器都基于锁相环，为了降低锁相环频率合成器的相位噪声，人们对噪声消除技术进行了大量的研究。
2、传统整数频率合成器带外相位噪声主要由压控振荡器的相位噪声主导,带内相位噪声是参考信号相位噪声和所有其他锁相环组件贡献的相位噪声的n倍。
3、目前，国内外针对锁相环噪声消除技术主要有以下几个方案：第一种是通过减小环路滤波器的带宽降低锁相环的带内相位噪声，但是这会导致锁定速度变慢的问题。第二种是使用delta-sigma调制器来量化分频值n，此方法会将量化噪声从低频推向高频，造成高频偏处相噪的恶化，在高频谱效率的无线通信系统中，较高的带外相位噪声可能会导致邻近信道的相互干扰，因此需要一个新的技术，来降低带外的相位噪声。通过使用更高稳定性的振荡器可以带来较好的相位噪声，但电路成本急剧增加。第三种是使用注入锁定技术降低振荡器的相位噪声性能，但此方法对带内相噪存在恶化。
【技术保护点】
1.一种基于自注入锁定和环内混频的低相噪频率源装置，其特征在于，包括：主控处理器电路(1)、自注入锁定电路(2)及环内混频锁相环电路(3)；所述自注入电路(2)包括注入锁定振荡器(21)、环形器(22)、移相器(23)、滤波器(24)、功分器(25)；移相器的输出信号(23)注入环形器(22)，构成自注入环路；
2.根据权利要求1所述的一种基于自注入锁定和环内混频的低相噪频率源装置，其特征在于，主控处理电路(1)通过串行外设接口SPI控制鉴频鉴相器(31)电路输出稳定的电荷泵电流，经过低通滤波器(32)转变为电压信号，从而驱动注入锁定振荡器(21)输出稳定的频率。
3.根据权利要求1所述的一种基于自注入锁定和环内混频技术的低相噪频率源装置，其特征在于，所述控制注入锁定振荡器(21)用于输出高频信号；环形器(22)用于将移相器输出信号传输给注入锁定振荡器(21)的同时将注入锁定振荡器的输出传输给功分器(25)，两路信号将互不干扰；移相器(23)用于输入移相器信号的相位，使得移相器输出信号的相位与注入锁定振荡器(21)输出信号的相位同相；滤波器(24)用于使滤
4.根据权利要求1所述的一种基于自注入锁定和环内混频的低相噪频率源装置，其特征在于，所述鉴频鉴相器(31)用于比较参考信号和分频器输出信号的相位差，根据相位差输出电荷泵电流；所述环路滤波器(32)用于将鉴频鉴相器产生的电流信号转换为稳定电压信号；所述混频器(33)用于将注入锁定振荡器输出信号与混频信号向下混频产生一个中频信号；所述分频器(34)将中频信号分频产生低频信号送入鉴频鉴相器，与参考信号进行比较。
5.根据权利要求1所述的一种基于自注入锁定和环内混频的低相噪频率源装置，其特征在于，移相器(23)包括但不限于微带定向耦合器加载变容二极管，型号为Macom公司的MA46H120。
6.根据权利要求1所述的一种基于自注入锁定和环内混频的低相噪频率源装置，其特征在于，包括但不限于滤波器(24)选用型号为Mini-Circuits公司BFCW-542+。
7.根据权利要求1所述的一种基于自注入锁定和环内混频的低相噪频率源装置，其特征在于，主控处理器电路(1)控制分频器(34)分频比和鉴频鉴相器(31)的电荷泵电流，参考信号的分频比，用于设定PLL的运行状态。
8.一种根据权利要求1所述的基于自注入锁定和环内混频的低相噪频率源的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被加载至处理器时实现根据权利要求8任一项所述的一种基于自注入锁定和环内混频的低相噪频率源的实现方法。
10.一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现根据权利要求8任一项所述的一种根据权利要求1所述的基于自注入锁定和环内混频的低相噪频率源的实现方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于自注入锁定和环内混频的低相噪频率源装置，其特征在于，包括：主控处理器电路(1)、自注入锁定电路(2)及环内混频锁相环电路(3)；所述自注入电路(2)包括注入锁定振荡器(21)、环形器(22)、移相器(23)、滤波器(24)、功分器(25)；移相器的输出信号(23)注入环形器(22)，构成自注入环路；
2.根据权利要求1所述的一种基于自注入锁定和环内混频的低相噪频率源装置，其特征在于，主控处理电路(1)通过串行外设接口spi控制鉴频鉴相器(31)电路输出稳定的电荷泵电流，经过低通滤波器(32)转变为电压信号，从而驱动注入锁定振荡器(21)输出稳定的频率。
3.根据权利要求1所述的一种基于自注入锁定和环内混频技术的低相噪频率源装置，其特征在于，所述控制注入锁定振荡器(21)用于输出高频信号；环形器(22)用于将移相器输出信号传输给注入锁定振荡器(21)的同时将注入锁定振荡器的输出传输给功分器(25)，两路信号将互不干扰；移相器(23)用于输入移相器信号的相位，使得移相器输出信号的相位与注入锁定振荡器(21)输出信号的相位同相；滤波器(24)用于使滤波器输入信号与输出信号之间产生延迟，不同滤波器可产生不同延迟时间；功分器(25)用于将输入功分器的信号转为三路相同的信号输出。
4.根据权利要求1所述的一种基于自注入锁定和环内混频的低相噪频率源装置，其特征在于，所述鉴频鉴相器(31)用于比较参考信号和分频器输出信号的相位差，根据相位差输出电荷泵电流；所述环路滤波器(32)用于将鉴频鉴相器...
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