[发明专利]一种低相位噪声微波本振生成装置及方法在审
申请号: | 201510764533.1 | 申请日: | 2015-11-05 |
公开(公告)号: | CN105245224A | 公开(公告)日: | 2016-01-13 |
发明(设计)人: | 杨东营;许建华;杜会文;闫亚力 | 申请(专利权)人: | 中国电子科技集团公司第四十一研究所 |
主分类号: | H03L7/099 | 分类号: | H03L7/099 |
代理公司: | 暂无信息 | 代理人: | 暂无信息 |
地址: | 266555 山东省*** | 国省代码: | 山东;37 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 相位 噪声 微波 生成 装置 方法 | ||
技术领域
本发明涉及测试技术领域,特别涉及一种低相位噪声微波本振生成装置,还涉及一种低相位噪声微波本振生成方法。
背景技术
微波测试仪器对本振源的频率分辨率、相位噪声和杂散等指标都有较高的要求,因此,宽带微波信号频率合成电路中,本振电路通常采用多环锁相结构,如图1所示,传统方案一般包括低噪声参考源电路、整数或小数分频锁相环电路、低噪声取样本振电路、取样混频电路、取样中频调理电路、鉴相器、环路积分器、宽带微波振荡器、宽带微波信号调理电路等环节。
低噪声参考源电路产生小数分频锁相环电路和低噪声取样本振电路需要的参考信号。
小数分频锁相环电路产生合成宽带微波信号所需的鉴相参考信号,参考信号的最小步进频率决定着最终合成信号的最小步进频率。
低噪声取样本振电路产生合成宽带微波信号所需的低噪声取样本振信号,是合成宽带微波信号近载波相位噪声的主要限制因素。
取样混频器完成宽带微波信号与宽带取样本振信号的谐波进行混频,输出频率较低的取样中频信号。
取样中频信号调理电路对取样混频输出后的信号进行滤波及放大,滤除宽带微波信号、宽带取样本振信号及取样中频信号的谐波等,并将取样中频信号放大到所需的功率。
鉴相器完成小数分频锁相环电路输出的参考信号和取样中频信号的鉴相。
环路积分器实现鉴相信号的积分和滤波,产生积分电压,输出至宽带微波振荡器实现锁相环路的锁定。
宽带微波振荡器产生期望的宽带微波信号。
宽带微波信号调理电路实现宽带微波信号的放大及滤波。
图1所示低噪声本振合成电路,频率合成调谐方程为:
FO-N*FS=±FIF,FIF=FR
上式中,FO为微波振荡器振荡频率,FS为宽带低噪声取样本振频率,FIF为取样中频频率,FR为小数分频电路输出的鉴相参考频率,N为取样谐波次数。
宽带微波振荡器,如YIG调谐振荡器(YTO),通常具有很宽的工作频率范围和很好的载波远端相位噪声,广泛应用于微波信号发生器或者微波本振源的设计中。
图1所示取样混频的频率合成方式中,输出信号FO远载波相位噪声依赖振荡器自身,载波近端的相位噪声受限于环路。取样本振FS的边带噪声会直接叠加到取样中频上,并以20lgN(dB)(N为取样谐波次数)的速度恶化。
通常,取样本振FS频率为几百MHz,在频偏10kHz处的相位噪声指标优于-140dBc/Hz。如此高的指标已经几乎达到取样本振硬件电路设计的极限。因此,受限于FS取样本振信号相位噪声的影响,在此方案基础上再进一步提高宽带微波信号FO的相位噪声指标已十分困难。
发明内容
本发明提出了一种低相位噪声微波本振生成装置及方法,对传统微波锁相环结构进行改进,规避了恶化相位噪声的谐波取样混频环节,可以获得更低相位噪声的微波本振信号。
本发明的技术方案是这样实现的:
一种低相位噪声微波本振生成装置,宽带微波振荡器反馈信号通过宽带微波信号调理电路之后,先与高纯下变频本振组的其中某一个频率的本振信号进行下混频,把宽带微波振荡器反馈信号从较高频率的微波频段变频至较低频率的射频频段后再与低噪声射频本振进行混频,混频输出的中频信号与来自小数分频锁相环的参考信号进行鉴相,鉴相输出经过环路积分器后加到宽带微波振荡器的控制端,使其输出为所需低相位噪声微波本振。
可选地,上述低相位噪声微波本振生成装置,包括:低噪声参考源、小数分频锁相环、低噪声射频本振、高纯下变频本振组、鉴相器、低中频信号调理电路、第二混频器、高中频信号调理电路、第一混频器、环路积分器、宽带微波振荡器、宽带微波信号调理电路;
低噪声射频本振与高中频信号混频后输出的低中频信号与作为参考的小数分频锁相环频率范围相当;
高纯下变频本振组包括5种不同频率的高纯本振,通过开关选择其中一种与宽带微波反馈信号进行下变频,使混频后的中频信号与低噪声射频本振的频率范围相当;
低中频信号调理电路实现低中频信号的滤波及放大;
第二混频器实现高纯下变频本振与宽带微波信号下混频,混频输出为高中频信号;
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