[发明专利]一种低相噪低杂散快捷变频率合成器

说明书

技术领域

本发明涉及频率合成器领域，尤其涉及一种低相噪低杂散快捷变微波频率合成器。

背景技术

频率合成器是雷达和通信等电子设备的核心部件，其主要的技术指标包括相位噪声、杂散抑制、跳频速度等。频率合成器相位噪声的高低直接决定发射频谱的边带信号幅度的大小，高的边带信号在脉冲压缩后的副瓣会掩盖弱小目标探测，降低雷达的距离探测性能；在频率合成器的杂散电平较高时，会在接收回波中产生成对的虚假信号，且加宽主瓣宽度，降低雷达的距离分辨率；现代雷达面临复杂的电磁环境，其抗干扰性能决定雷达的战场生存能力，而频率捷变是一种有效的抗干扰措施，跳频速度是捷变频雷达的重要指标之一。

目前的频率合成的主要方法有：模拟直接频率合成、锁相环（PLL）和直接数字频率合成（DDS）。在实际工程应用中，用传统的直接数字频率合成可以获得良好的相位噪声，但需要大量的混频和倍频链路，引入非线性分量，电路复杂，杂散指标难以控制；PLL方式能获得较高的杂散抑制，但跳频速度通常在100??s量级，难以满足频率捷变的要求；若采用直接数字合成方式，跳频速度可以满足要求，但杂散指标难以控制。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种低相噪低杂散快捷变微波频率合成器，包括恒温晶振、第一功分器，第二功分器、第一一次雷达本振环、第二一次雷达本振环、二次雷达本振环、调制器、放大器，若干微波开关，第一二选一微波开关、第二二选一微波开关；它们的连接关系为：

第一功分器输入端与恒温晶振连接，输出端分别连接第一一次雷达本振环、第二一次雷达本振环；所述第一一次雷达本振环、第二一次雷达本振环的输出端分别通过一个微波开关连接到第一二选一微波开关的接头上，该第一二选一微波开关再与第二功分器输入端连接； 

第二功分器一个输出端与调制器、放大器顺次连接，输出调制信号，另一个输出端连接一个微波开关后连接第二二选一微波开关的一个接头，所述第二二选一微波开关的另一个接头则通过一个微波开关连接二次雷达本振环，所述第二二选一微波开关输出本振信号。

进一步的，所述第一一次雷达本振环、第二一次雷达本振环构造相同：均包含衰减器、压力振荡器、鉴相器、环路滤波器、单片机；所述单片机与鉴相器输入端连接，用于提供工作频控码；所述鉴相器与环路滤波器、压控振荡器、衰减器顺次连接构成回路，环路滤波器的输出端连接衰减器，所述衰减器与一个微波开关连接。

进一步的，所述第一一次雷达本振环和/或第二一次雷达本振环第一一次雷达本振环、第二一次雷达本振环、二次雷达本振环置于不同的金属隔离腔体。

进一步的，还包括若干下部具有凹槽的隔条，各个微波开关和/或各个二选一微波开关置于其对应的隔条的凹槽中。

进一步的，鉴相器的相位噪声估算值公式为：

P_N=P_floor+20logN+10logF_r

其中：P_N为相位噪声估算值； P_OCXO为晶振的相位噪声； N为倍频数；P_floor为鉴相器相位噪声基底； Fr为鉴相频率。

进一步的，鉴相器芯片型号为ADF4106。

本发明的有益效果是：

1.实现一、二次雷达频率合成器融合设计，改变了传统需两独立的频率合成器的设计；

2.采用低相噪锁相频率合成式设计，实现了较高的相噪声指标；一次雷达本振采用了双环“乒乓”模式进行切换实现了快速跳频；

3.通过合理的结构布局和合适的电平切换，各个本振环采用独立的屏蔽腔，微波开关安装固定在隔条中，使杂散得到更好的抑制；

4.本发明指标如下：相噪指标为-105dBc/Hz@1KHz，杂散抑制为≥70dBc，频率捷变速度≤1??s。

附图说明

图1为本发明系统框图。

图2为本发明所述隔条示意图。

具体实施方式

本发明的设计构思为：通过创新的相位噪声预计方法，合理选择器件，实现低的相位噪声；通过锁相环频率预置、微波开关切换，实现频率快捷变；同时采用特殊的隔离结构，以及信号幅度在腔体结构中的合理分配，保证频率合成器的低杂散。实现多频率输出的频率合成器满足低相噪低杂散快捷变的要求。

下面对本发明的技术方案进行详细说明。