專利名稱：一種超寬帶快速捷變頻源的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種適用于捷變頻體制雷達、RCS測試及成像雷達等各類寬帶雷達的信號
源，具體地說，是指一種超寬帶快速捷變頻源。
背景技術：
近年來，捷變頻體制雷達，RCS測試及成像雷達等各種寬頻雷達越來越受到重視， 在監視和探測、火控和跟蹤、精密制導、測量、高分辨率成像、空間技術、氣象、環境 遙感、障礙物回避等軍事和民用領域種得到廣泛應用。各種體制的雷達也紛紛投入使用， 如目前常用的頻率捷變體制作為導彈末制導抗干擾技術已在各種型號的導彈中得到應 用，而RCS測試雷達則更在多年以前已經得到了應用，為我國武器隱身設計作出了巨大 貢獻。
捷變頻雷達和RCS測試及成像雷達，都屬于寬帶雷達，信號的帶寬和跳變時間對其
工作性能影響非常大對捷變頻雷達而言，信號帶寬和跳變時間直接影響到了捷變頻雷 達的被截獲概率；對RCS測試及成像雷達而言，信號帶寬決定了其成像分辨力，而跳變
時間則決定了其測試時間和測試距離。
寬帶雷達，其基本結構都是將寬帶較低頻率的信號上變頻到發射頻率，因而較低頻 率的寬帶變頻源就顯得非常重要了。
寬帶頻率合成技術主要有直接頻率合成、鎖相頻率合成和直接數字合成(DDS)三種方 式。這三種方式各有優缺點，直接頻率合成技術頻率轉換時間短，但是結構復雜，且輸 出頻率范圍有限，離散頻率數不能太多；鎖相頻率合成技術輸出頻譜純度高，但其頻率 轉換時間較長，頻率分辨率也有限；DDS技術具有頻率分辨率高、頻率切換快、相位噪聲 低、頻率穩定度高等優點，但輸出信號帶寬有限。本文采用直接數字合成(DDS)與直接 頻率合成相結合的技術。
發明內容
本發明的目的在于提供一種超寬帶快速捷變頻源。變頻源能夠產生頻率轉換響應時 間〈200ns、帶寬lGHz以上、頻率分辨率小于0.01 H z的低雜散、低相噪捷變頻信號， 可作為各類寬帶雷達的基本功能單元。 本發明的變頻源，包括控制單元、DDS單元、功分單元、倍頻單元A、倍頻單元B、 頻率選擇單元。
本發明的變頻源工作原理采用直接數字合成(DDS)與直接頻率合成相結合的技術， 參考時鐘經PLL鎖相得到lGHz的DDS時鐘信號，驅動DDS單元產生0 400MHz信號， 經功分單元分為3路，分別送入倍頻單元A、倍頻單元B和頻率選擇單元，倍頻單元A 和倍頻單元B的輸出信號也送入頻率選擇單元，最后由頻率選擇單元輸出最終的捷變頻 信號。
本發明的優點(1)性能優良，頻率轉換響應時間〈200ns，輸出頻率范圍〉1GH z ， 頻率分辨率O.01H z ，最壞情況下，雜散及偕波低于-55dBc，相噪低于-95dBc/Hz(glKHz、 -105犯c/Hz(glOKHz; (2)控制接口簡單，使用方便；(3)工作穩定可靠。
圖1是本發明變頻源的原理框圖。 圖2是本發明變頻源的控制單元原理框圖。 圖3是本發明變頻源的DDS單元原理框圖。 圖4是本發明變頻源的倍頻單元A原理框圖。 圖5是本發明變頻源的倍頻單元B原理框圖。
具體實施例方式
下面將結合附圖對本發明作進一步的詳細說明。
本發明是一種超寬帶快速捷變頻源，包括控制單元l、 DDS單元2、功分單元3、倍 頻單元A4、倍頻單元B5、頻率選擇單元6。
所述控制單元1由包括現場可編程門陳列FPGAIO、單片機MCUll、液晶顯示模塊12、 鍵盤13;所述DDS單元2包括恒溫晶振20、時鐘分配器21、鎖相環PLL22、直接數字頻 率合成器DDS23;所述倍頻單元A4包括濾波器A410、放大器A420、濾波器B411、倍頻 器A430、濾波器C412、放大器B421、放大器C422、濾波器D413、濾波器E414、倍頻器 B431、濾波器F415、放大器E423、濾波器G416;所述倍頻單元B 5包括濾波器H510、 放大器F520、濾波器I511、倍頻器C530、濾波器J512、放大器G521、放大器H522、濾 波器K513、濾波器L514、倍頻器D531、濾波器M515、放大器1523、濾波器N516。
所述控制單元1通過鍵盤操作或者串口控制IO來設置變頻源的參考時基(內時基/ 外時基)、工作模式(點頻/頻率步進/控制碼控制)、掃頻起止頻率和步進頻率等，并依據設置好的工作狀態按預設好的參數或當前的控制碼11去控制DDS單元2和頻率選擇 單元6，使之協同工作，產生所需捷變頻信號9。
所述DDS單元2，時鐘分配器21依據控制單元1的控制，選擇恒溫晶振20的輸出或 者外參考時基7作為鎖相環22的參考時基輸入，將鎖相環22鎖相倍頻出lGHz信號作為 直接數字頻率合成器23的時鐘，直接數字頻率合成器23在控制單元1的控制下輸出0 一400MHz的DDS輸出信號12。
所述倍頻單元A 4和倍頻單元B 5分別將由功分單元3分配所得的0—400MHz信號 慮取部分帶寬的信號進行放大、濾波、倍頻，得到該信號的二和四倍頻信號。
所述頻率選擇單元6在控制單元1的控制下，釆用PIN管開關，對經功分后的DDS 輸出信號17、倍頻單元A輸出的二倍頻信號13、四倍頻信號14及倍頻單元B輸出的二 倍頻信號15、四倍頻信號16進行選擇輸出，得到所需捷變頻信號9。
權利要求
1、一種超寬帶快速捷變頻源，其特征在于所述變頻源包括控制單元(1)、DDS單元(2)、功分單元(3)、倍頻單元A(4)、倍頻單元B(5)、頻率選擇單元(6)；其中參考時鐘(7或8)經DDS單元(2)中的PLL鎖相得到1GHz的DDS時鐘信號，并驅動DDS單元(2)中的直接數字頻率合成器(23)產生0～400MHz信號(12)，經功分單元(3)分為3路，分別送入倍頻單元A(4)、倍頻單元B(5)和頻率選擇單元(6)，倍頻單元A(4)和倍頻單元B(5)的輸出信號也送入頻率選擇單元(6)，最后由頻率選擇單元(6)輸出最終的捷變頻信號(9)。
2、 根據權利要求l所述的一種超寬帶快速捷變頻源，其特征在于在所述控制單元 (l)中，通過高速邏輯器件實現對其它各單元的精確控制，使得其它各單元能緊密協同工 作，從而達到了極短的頻率轉換響應時間。
3、 根據權利要求1所述的一種超寬帶快速捷變頻源，其特征在于在所述倍頻單元 A(4)及倍頻單元B(5)中，通過選擇適當的濾波器帶寬得到理想的低雜散倍頻信號。
4、 根據權利要求1所述的一種超寬帶快速捷變頻源，其特征在于在所述頻率選擇 單元(6)中，使用PIN開關進行信號選擇。
全文摘要
本發明公開了一種超寬帶快速捷變頻源，包括控制單元、DDS單元、功分單元、倍頻單元A、倍頻單元B、頻率選擇單元。參考時鐘經PLL鎖相得到1GHz的DDS時鐘信號，驅動DDS單元產生0～400MHz信號，經功分單元分為3路，分別送入倍頻單元A、倍頻單元B和頻率選擇單元，倍頻單元A和倍頻單元B的輸出信號也送入頻率選擇單元，最后由頻率選擇單元輸出最終的捷變頻信號。本發明將DDS輸出的信號倍頻，然后再進行選擇輸出，實現了超寬帶快速捷變頻，頻率轉換響應時間極短(＜200ns)，產生頻率速度達納秒量級，輸出頻率范圍寬達1GHz以上，頻率分辨率小于0.01Hz，最壞情況下，雜散及偕波低于-55dBc，相噪低于-95dBc/Hz@1KHz、-105dBc/Hz@10KHz，且外圍控制接口簡單，使用方便。
文檔編號G01S7/02GK101178433SQ20061013787
公開日2008年5月14日 申請日期2006年11月8日 優先權日2006年11月8日
發明者林 劉, 孫文波, 剛 彭, 韜 洪, 王振榮, 田進軍, 薛明華 申請人:北京航空航天大學