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X波段间接式频率综合器的方案分析

消耗积分:1 | 格式:rar | 大小:0.5 MB | 2017-11-18

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1 引言
  频率源是所有电子系统(雷达、通讯、测控、导航等)的基本信号来源,其主要包括固定频率源和合成频率源两类。其中合成频率源又称频率合成(综合)器,按其构成方式可分为直接式和间接式。采用锁相环(PLL)技术的间接频率合成器目前应用最为广泛。直接模拟频率合成器(DAS)采用倍频器、分频器、混频器及微波开关来实现频率合成,具有最优的近端相位噪声和高速捷变频特性,但结构复杂、成本昂贵的特点限制其只能应用于雷达等高端领域。直接数字合成器(DDS)目前也得到了广泛应用,但高性能DDS产品的输出频率还有待提高,在微波领域其往往与锁相技术结合以混合方式实现微波频率合成。锁相技术与直接式倍频器或DDS相结合的混合式频率合成器在提高系统性能的同时降低了DAS合成方式的成本,已逐渐取代部分DAS合成频率源应用在高性能频率源领域。
  2 主要功能、技术指标和方案分析
  2.1 主要功能及技术指标
  根据技术要求,该频综器的输出信号包括一本振、主振等五路输出信号;二本振、主振信号分别为L波段、X波段的宽带捷变频输出,一本振信号为X波段的固定频率输出,另一路为15MHz固定频率TTL电平输出,并具有主振输出预调制、BPSK等功能,所有输出频率共用一个恒温晶体振荡器作为参考源,以确保各路输出频率相参。主振信号的主要技术指标如下:
  输出频率:X波段(带宽大于200MHz)
  频率间隔:15MHz
  输出功率:10dBm±1dB
  跳频时间:≤50μs
  杂波抑制:≤-70dBc
  相噪(dBc/Hz):-95 @1kHz -100 @10kHz
  -100 @10kHz -125 @1MHz
  2.2 方案分析
  由于系统对频综器的相位噪声指标要求比较高,所以针对固定输出或内部使用的频率点,我们采用DAS技术,通过分频、倍频、混频、滤波、放大等方式,得到所需要的输出频率。针对捷变频输出,因为相位噪声指标要求比较高,输出频率点较多,达12个频率点,而跳频时间要求≤50μs,所以采用单环PLL技术,先得到二本振(LO2)信号,再从二本振耦合一路输出与微波基准(PDRO)混频,将输出频率搬移到高频频段上,即可得到主振信号,这样做可保持相噪最佳,以保证二本振和主振信号的相位噪声和跳频时间指标。通过设计小体积的滤波器、微封装的放大器、开关等,合理地选择频率,配置功率电平,可充分发挥DAS低相噪和PLL捷变频的优点,并且能够满足杂波抑制等技术指标的要求。
  X波段间接式频率综合器的方案分析
  (a)模块划分
  X波段间接式频率综合器的方案分析
  (b)总体框图
  图1 X波段频率综合器组成框图
  通过以上分析,我们将频综器分成两个模块,其组成框图如图1所示。中频源模块通过分频、倍频、锁相、滤波、放大等相应处理,产生100MHz、240MHz、300MHz和LO2信号;微波源模块主要是利用中频源模块产生的100MHz、240MHz、300MHz和LO2信号,通过混频、锁相、滤波、放大等相应处理,得到主振 (FT)等信号。

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