[发明专利]一种星用频综源及其频率合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及航天微波有源产品领域，主要是涉及一种应用于监测和调查海洋环境卫星雷达高度计分系统的频综源及其装置。

背景技术

目前，卫星通信，尤其是数字卫星通信对变频器的本振源提出了较高的要求，如较高的频率稳定度、高的频谱纯度、较低的相位噪声、满足要求的输出电平、方便的多频率输出转换等。为此，变频器通常都采用微波锁相振荡器和微波合成器作为本振频率源。

微波频率合成的基本方式有两种：直接式和间接式。直接式频率合成具有转换波道快的特点，但频率的四则运算是采用混频、倍频、分频等技术，因而在工作过程中会产生大量的谐波，需用滤波器来抑制，故设备结构复杂，成本和体积增加。同时，高次倍频还会造成输出信噪比变坏。因此，直接式频率合成器的地球站中很少采用。

间接式频率合成是运用锁相技术与数字分频等技术结合对频率进行四则运算，谐波分量是利用锁相环路的窄带滤波特性加以滤除而不采用滤波器，间接式频率合成器的方案很多，卫星通信地球站所采用的主要有混频锁相式、取样锁相式和数字分频锁相式三种。常用星用频综采取的频率合成方式为间接频率合成，即锁相频率合成，但因相位噪声性能不够优越，不能满足高度计高分辨率对频综低相位噪声性能的要求。

星用频综源通过将基频信号经多次倍频、分频、混频后输出所需X波段的频点用作雷达高度计分系统作本振信号。其中，X波段是指频率在8-12GHz的无线电波波段，在电磁波谱中属于微波。而在某些场合中，X波段的频率范围则为7-11.2GHz。针对我国海洋环境卫星雷达高度计分系统指标要求，为了满足高度计整机对测量精度高的需求，研制直接频率合成方案实现超低相位噪声性能超低相位噪声频率源作为该系统本振信号有其必要性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种超低相位噪声频综源，采用直接频率合成方案实现超低相位噪声性能。

为达上述或其它目的，本发明提供了一种星用频综源，其包括：晶体振荡器1，其用于输出的基频信号Fr；频率合成单元2，其用于经倍频、分频、混频后输出所需X波段的频点；其中，所述频率合成单元2具体包括：

第一功分器3，其将所述基频信号分为第一路信号和第二路信号；

所述第一路信号依次输入7倍频器10、第一滤波器11、第一放大器12、5分频器13输出7×Fr÷5信号；

所述第二路信号依次输入8倍频器4、第二滤波器5、第二放大器6输出Fr×8信号；

第二功分器，其将所述8×Fr信号分为第三路信号和第四路信号；

所述第三路信号输入第三滤波器8滤波后与所述7×Fr÷5信号同时输入变频器9获得下变频信号，所述下变频信号再输入第四滤波器14输出Fr×8－7×Fr÷5信号；第四路信号依次输入5倍频器18、第五滤波器19、4倍频器20、第六滤波器21、第三放大器22输出Fr×8×5×4信号；

所述下变频器9输出的所述Fr×8－7×Fr÷5信号与所述Fr×8×5×4信号再依次输入上变频器15、第七滤波器16、第四放大器17输出所需频点信号Fr×8－7×Fr÷5+Fr×8×5×4；

所述8×Fr信号功分7两路，一路经滤波8后与7×Fr÷5信号进行下变频9，再经滤波器14输出Fr×8－7×Fr÷5信号；

另一路Fr×8信号经5倍频18、滤波19、4倍频20滤波21、放大22输出Fr×8×5×4信号；下变频9输出的Fr×8－7×Fr÷5信号与Fr×8×5×4信号经上变频15、滤波16、放大17输出频综源所需频点信号Fr×8－7×Fr÷5+Fr×8×5×4；

其中，用作取谐波的所述8倍频器4、所述7倍频器10、所述5倍频器18、所述4倍频器20的输出端分别与所述第二滤波器5、所述第一滤波器11、所述第五滤波器19、所述第六滤波器21的输入端直接连接。

优选地，输入信号经所述8倍频器4、所述7倍频器10、所述5倍频器18、所述4倍频器20饱和放大后分别输入到所述第二滤波器5、所述第一滤波器11、所述第五滤波器19、所述第六滤波器21取所需谐波分量。

优选地，所选用取谐波的所述8倍频器4、所述7倍频器10、所述5倍频器18、所述4倍频器20均为高增益、小电流的单片放大器。

优选地，连接在所述7倍频器10后的所述第一滤波器11、所述8倍频器4后的所述第二滤波5均为窄带LC滤波器。

优选地，连接在所述5倍频器18后的所述第五滤波器19为介质滤波器。

优选地，连接在所述4倍频器20后的滤波器21为腔体滤波器。