基于压控振荡器的毫米波宽带捷变频频率综合器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于压控振荡器的毫米波宽带捷变频频率综合器，包括精密电压控制装置(10)、宽带压控振荡器(20)和频率扩展装置(30)；所述精密电压控制装置(10)包括现场可编程逻辑门阵列(11)、模拟数字转换器(12)和运算放大器(13)；所述频率扩展装置(30)包括倍频电路(31)、放大器(32)和分段滤波器组(33)。所述频率综合器拥有纳秒量级的频率捷变时间，使频率捷变时间明显缩短。所述频率综合器的频率捷变时间主要取决于宽带压控振荡器(20)的响应时间。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种毫米波宽带捷变频频率综合器，特别涉及一种基于压控振荡器的毫米波宽带捷变频频率综合器。
技术介绍
目前，毫米波信号的产生大多采用将技术成熟的微波信号进行倍频的方法来实现。通过锁相环技术实现的微波信号源通常具有良好的性能指标，因而将锁相环产生的微波信号倍频到毫米波频段是实现高性能毫米波信号源的重要方法。由锁相环技术和直接频率合成技术相结合所构成的毫米波频率综合器主要由锁相环电路和倍频电路组成。锁相环电路主要由鉴相器、环路滤波器、压控振荡器组成。鉴相器的主要功能是完成两个输入信号的相位比较并输出与相位差相关的误差电压；环路滤波器主要用于滤除鉴相器输出误差电 压中的高频分量以及由鉴相器引入的噪声信号，保证环路稳定，改善环路的相位跟踪性能；压控振荡器用于把电压信号转换为频率信号。在锁相环电路中，通过控制可编程分频器的分频比可以实现不同频率信号的切换。由于锁相环具有良好的窄带滤波特性，它可以很好地选择输出所需频率信号，抑制杂散分量。由锁相环电路和倍频电路组成的毫米波宽带频率综合器的特点是输出的毫米波信号具有较高的频率稳定度，电路结构简单，易于集成化和小型化。由于锁相环电路属于闭环反馈控制系统，反馈控制本质具有的慢特性导致锁相环电路输出信号的频率锁定时间较长，故其频率捷变时间较长，一般在微秒量级。在一些对实时性要求较高的毫米波系统如毫米波主动式人员安检装置中，要求工作的信号为毫米波宽带捷变频信号，即毫米波频率综合器必须具有极短的频率捷变时间(纳秒量级)，从而保证安检装置能够实时地获得具有较高分辨率的人体三维扫描成像。因此，基于锁相环技术和直接频率合成技术实现的毫米波频率综合器不能满足毫米波主动式人员安检装置对频率捷变时间方面的要求。
技术实现思路
本技术目的在于提供一种基于压控振荡器的毫米波宽带捷变频频率综合器，解决基于锁相环技术和直接频率合成技术实现的毫米波频率综合器不具有极短的频率捷变时间的问题。本技术提供的基于压控振荡器的毫米波宽带捷变频频率综合器包括精密电压控制装置、宽带压控振荡器和频率扩展装置；所述精密电压控制装置包括现场可编程逻辑门阵列、模拟数字转换器和运算放大器；所述频率扩展装置包括倍频电路、放大器和分段滤波器组。所述模拟数字转换器将来自所述现场可编程逻辑门阵列的控制数据转换为控制电压信号，所述运算放大器将来自所述模拟数字转换器的控制电压信号转换为压控电压信号，所述宽带压控振荡器在来自所述运算放大器的压控电压信号的作用下生成相应频率的微波信号，所述倍频电路将来自所述宽带压控振荡器的微波信号倍频为毫米波信号，所述放大器将来自所述倍频电路的毫米波信号放大，所述分段滤波器组将经所述放大器放大后的毫米波信号进行分段滤波后输出毫米波宽带捷变频信号。优选地，通过改变所述现场可编程逻辑门阵列生成的控制数据实现所述分段滤波器组输出的毫米波宽带捷变频信号的频率切换。本技术具有如下有益效果(I)所述基于压控振荡器的毫米波宽带捷变频频率综合器拥有纳秒量级的频率捷变时间，使频率捷变时间明显缩短；(2)所述基于压控振荡器的毫米波宽带捷变频频率综合器的频率捷变时间主要取决于宽带压控振荡器的响应时间。附图说明图I为本技术实施例提供的基于压控振荡器的毫米波宽带捷变频频率综合器的示意图。具体实施方式以下结合附图及实施例对本技术的内容作进一步的描述。如图I所示，本技术提供的基于压控振荡器的毫米波宽带捷变频频率综合器包括精密电压控制装置10、宽带压控振荡器20和频率扩展装置30 ;所述精密电压控制装置10包括现场可编程逻辑门阵列11、模拟数字转换器12和运算放大器13 ;所述频率扩展装置30包括倍频电路31、放大器32和分段滤波器组33。所述现场可编程逻辑门阵列11通过例如排缆与所述模拟数字转换器12的数据输入端连接，所述模拟数字转换器12的模拟输出端通过例如电缆与所述运算放大器13的输入端连接，所述运算放大器13的输出端通过例如电缆与所述宽带压控振荡器20的压控输入端连接，所述宽带压控振荡器20的信号输出端通过例如微波电缆与所述倍频电路31的输入端连接，所述倍频电路31的输出端通过例如毫米波电缆与所述放大器32的输入端连接，所述放大器32的输出端通过例如毫米波电缆与所述分段滤波器组33的输入端连接。所述现场可编程逻辑门阵列4用于生成控制数据，所述模拟数字转换器12将来自所述现场可编程逻辑门阵列11的控制数据转换为控制电压信号，所述运算放大器13将来自所述模拟数字转换器12的控制电压信号转换为压控电压信号，所述宽带压控振荡器20在来自所述运算放大器13的压控电压信号的作用下生成相应频率的微波信号，所述倍频电路31将来自所述宽带压控振荡器20的微波信号倍频为毫米波信号，所述放大器32将来自所述倍频电路31的毫米波信号放大，所述分段滤波器组33将经所述放大器32放大后的毫米波信号进行分段滤波后输出毫米波宽带捷变频信号。通过改变所述现场可编程逻辑门阵列11生成的控制数据实现所述分段滤波器组33输出的毫米波宽带捷变频信号的频率切换。在使用所述毫米波宽带捷变频频率综合器之前，应对所述宽带压控振荡器20输出信号的频率线性度进行校准，以获得精确的毫米波宽带捷变频信号。具体地，先将需要由所述毫米波宽带捷变频频率综合器来输出的毫米波信号的相应压控电压信号按比例转换为所述运算放大器13前端的控制电压信号，然后将该控制电压信号转换为所述模拟数字转换器12前端的控制数据，再将该控制数据预先存储在所述现场可编程逻辑门阵列11内；当需要所述毫米波宽带捷变频频率综合器输出某一频率的毫米波信号时，只需令所述现场 可编程逻辑门阵列11输出相应的控制数据即可；当需要不同频率的毫米波信号进行频率捷变时，只需令所述现场可编程逻辑门阵列11输出与之相应的不同控制数据即可。应当理解，以上借助优选实施例对本技术的技术方案进行的详细说明是示意性的而非限制性的。本领域的普通技术人员在阅读本技术说明书的基础上可以对各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于压控振荡器的毫米波宽带捷变频频率综合器，其特征在于， 该频率综合器包括精密电压控制装置(10)、宽带压控振荡器(20)和频率扩展装置(30);所述精密电压控制装置(10)包括现场可编程逻辑门阵列(11)、模拟数字转换器(12)和运算放大器(13);所述频率扩展装置(30)包括倍频电路(31)、放大器(32)和分段滤波器组(33)； 所述模拟数字转换器(12)将来自所述现场可编程逻辑门阵列(11)的控制数据转换为控制电压信号，所述运算放大器(13)将来自所述模拟数字转换器(12)的控制电压信号转换为压控电压信号，所述宽带...

【专利技术属性】
技术研发人员：张冰，李宏宇，李闯，
申请(专利权)人：北京无线电计量测试研究所，
类型：实用新型
国别省市：