[发明专利]一种ku波段频率综合器设计方法

说明书

本发明属于电子设备射频技术领域，公开了一种ku波段频率综合器设计方法，采用普及的锁相环技术，参考信号是通过内置恒温晶振提供，布局时电源模块集中于一处以及走线合理设计；引入变频器进行上下变频选择，提供某些情况下的变频需求；变频器后接腔体滤波器；腔体滤波器周围处需加上隔板进行隔离；引入的功率放大器与功分器，用来满足有功率与多路输出的要求；综上考虑采用正反两个板子来放置器件，正面板材为4层板，介质采用FR4材料，背面采用双层板，介质采用罗杰斯4350B；本发明减少相噪与杂散变差问题。加上紧凑的正反面设计，节约空间达到小型化，材料选择上能够减少板材所用价格，能运用于通讯，雷达等领域。

技术领域

本发明属于电子设备射频技术领域，尤其涉及一种ku波段频率综合器设计方法。

背景技术

目前：频率综合器又称之为频率源，主要功能是产生电子系统所需要的各种形式的频率信号，在通讯、雷达、电子对抗、遥控遥测和仪器仪表等众多领域应用广泛，是电子设备射频前端的核心部件之一，其性能的优劣直接影响系统整机的性能和指标。具备直接和间接频率合成器。其中间接频率合成器采用锁相环(PLL)技术，目前应用最为广泛。这种合成方法使用的电路比直接式合成简单，它是通过鉴相实现相位反馈控制从而实现频率跟踪的闭环系统，虽然直接数字频率合成器(DDS)在频率分辨率和捷变性上具有优势，但DDS的杂散信号较多。

PLL技术应用非常广泛，但会由于结构设计上的不当以及隔离度问题，导致相噪与杂散变差，例如15年全国微波毫米波会议发表的ku波段高性能频率合成器研制，其相位噪声优于-95dBc/Hz@1kHz，-100dBc/Hz@10kHz，芯片采用HMC698LP5，HMC529，理论值计算其可以达到-110dBc/Hz，但其结果为-99.3dBc/Hz@1kHz，-102dBc/Hz@10kHz，设计上缺乏隔离考虑与辐射反射等问题。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：PLL技术应用非常广泛，但会由于结构设计上的不当以及隔离度问题，导致相噪与杂散变差。

解决以上问题及缺陷的难度为：

在理论值条件下，实际结果能够做到与理论值相差较小比较困难，由于EMI等问题，结构设计不当的情况下会使得与理论值相差较大，要做到比较好的实际值而且结构不能太大，如果再加上变频以及功率输出要求，需要做好电路设计与结构设计，有一定的难度。

解决以上问题及缺陷的意义为：给出一种设计思路能使ku波段频综的相噪与杂散呈现较好的结果，做到小型化以及功率输出要求。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种ku波段频率综合器设计方法。

本发明是这样实现的，一种ku波段频率综合器设计方法，所述ku波段频率综合器设计方法包括：

采用普及的锁相环技术，内置恒温晶振，布局时电源模块集中于一处；

引入变频器进行上下变频选择，变频器后接的是腔体滤波器；

腔体滤波器周围处加上隔板进行隔离。

加入功率放大器与功分器提供便于功率选择以及多路输出。

(1)恒温晶振提供100MHz参考频率，锁相环模块采用器件为HMC440(鉴相器)，AD8651(运算放大器)，HMC736(VCO)，ADF4001(分频器)。电源采用的是DC-DC稳压器给有源芯片馈电，在电路布局设计时为了在紧凑空间内便于走线管理，需把稳压电源模块摆放于一处，关于走线设计，走线遵循信号线走表层，且采用共面波导形式传输信号，信号线走直线，部分通过圆弧线来过度弯折，电源走线走第三层，且遵循不能在锁相环模块正下方通过，最终在正面板上输出14.4GHz信号。