[发明专利]一种低相位噪声短波跳频频率合成器

说明书

技术领域

本发明属于短波无线电通信设备技术领域，特别涉及一种低相位噪声短波跳频频率合成器，适用于所有短波跳频频率合成器具有频率转换时间小于2ms和极低相位噪声指标。

背景技术

短波跳频频率合成器的最重要的两个技术指标是频率转换时间和相位噪声，频率转换时间一般小于2ms就能够满足跳频要求，目前通过小数分频或DDS与单一锁相环相结合方式都能够实现，相位噪声对短波电台的通话质量有非常大的影响；理论上，相位噪声越低，电台本振与天线下来的信号混频出的无用噪声就越小，电台通话质量越好。

短波跳频频率合成器输出频率一般小于150MHz，短波跳频频率合成器目前的设计方法一般是通过锁相环直接输出的；由于短波跳频频率合成器还有一个10Hz的频率分辨率的指标要求，一般使用小数分频或直接数字式频率合成器DDS与单一锁相环结合实现10Hz的频率分辨率，在完全兼顾频率转换时间和10Hz的频率分辨率后，最终锁相环直接输出的本振信号相位噪声一般在带内-90dBc/Hz，偏离20kHz处-125dBc/Hz就是比较好的指标；因此，不进行方案上大的改动，要想大幅提高相位噪声极其困难。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提出一种低相位噪声短波跳频频率合成器，该种低相位噪声短波跳频频率合成器通过单环小数分频的方法，使锁相环输出的频率为实际短波本振频率的2ⁿ倍，然后通过÷2ⁿ分频的方法得到所需要的本振频率信号；并且锁相环的压控振荡器采用宽带低相位噪声压控振荡器，鉴相频率设计为几MHz，以保证频率转换时间指标的实现，小数分频保证在所设定的鉴相频率条件下，实现本振频率信号10Hz的频率分辨率，通过该方法，带内相位噪声大幅提高30多dB,带外相位噪声提高20多dB。该方法设计的短波跳频频率合成器应用于短波跳频电台会使电台的倒易混频指标大幅改善，电台由于本振带来的噪声大幅减少，提高电台的通话质量。

采用÷2ⁿ分频主要原因是输出分频器的输出波形占空比相等，反映在频谱上，输出频谱没有产生新的杂波分量，其它分频比输出波形占空比可能不相等，反映在频谱上，输出频谱可能会产生新的杂波分量。

为达到上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

一种低相位噪声短波跳频频率合成器，包括：参考分频器、鉴相器、环路滤波器、低噪声压控振荡器、程序分频器、输出分频器和低噪放大器；其中鉴相器包含第一输入端、第二输入端和第一输出端，低噪声压控振荡器包含控制输入端、第二输出端和第三输出端；

所述参考分频器输出端电连接鉴相器第一输入端，鉴相器第一输出端电连接环路滤波器输入端，环路滤波器输出端电连接低噪声压控振荡器控制输入端，低噪声压控振荡器的第二输出端和第三输出端分别电连接输出分频器输入端和程序分频器输入端，程序分频器输出端电连接鉴相器第二输入端；

所述参考分频器用于获取输入频率f_R，并对所述输入频率f_R进行R分频处理，得到参考分频器输出频率f_r，f_r＝f_R÷R，然后将所述参考分频器输出频率f_r发送至鉴相器；

所述低噪声压控振荡器通电后产生振荡频率f_t，将所述振荡频率f_t发送至程序分频器；

所述程序分频器用于接收低噪声压控振荡器发送过来的振荡频率f_t，对所述振荡频率f_t进行N分频，分频后得到程序分频器输出频率f_v，f_v＝f_t÷N，然后将所述程序分频器输出频率f_v发送至鉴相器；

所述鉴相器用于接收参考分频器发送过来的参考分频器输出频率f_r和程序分频器发送过来的程序分频器输出频率f_v，将参考分频器输出频率f_r和所述程序分频器输出频率f_v在鉴相器中进行相位比较，并得到相位差，然后将所述相位差转换为直流控制电压后发送至环路滤波器；

所述环路滤波器用于接收鉴相器发送过来的直流控制电压，并对所述直流控制电压进行环路滤波，得到环路滤波后的控制电压，将所述环路滤波后的控制电压发送至低噪声压控振荡器；