[发明专利]一种Ka波段低相噪锁相介质振荡器

说明书

本发明公开了一种Ka波段低相噪锁相介质振荡器，包括：晶体振荡器(1)、有源环路滤波器(4)、扩捕电路(5)、压控介质振荡器(6)、功分器(7)、倍频器(8)、滤波器(9)和K接头(10)，还包括：脉冲形成器(2)和取样鉴相器(3)。通过使用取样锁相环替代传统的前置分频锁相环，消除了分频器引入的附加噪声，实现了更低相噪的微波频率源。

技术领域

本发明涉及一种介质振荡器，特别是一种Ka波段低相噪锁相介质振荡器。

背景技术

现代雷达技术的不断发展，对通信设备频率源的稳定性提出了越来越高的要求。锁相环频率合成技术，因具有可靠性高、成本低、性能好等优点在雷达和通信设备中被广泛使用。以往使用的数字锁相环主要由分频器、有源数字鉴相器、环路滤波器和压控振荡器等组成，因分频器、有源数字鉴相器等器件噪底较高，用在微波频段时存在近载频相位噪声差的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Ka波段低相噪锁相介质振荡器，解决以往数字锁相环因分频器、有源数字鉴相器等器件造成噪底较高，用在微波频段时存在近载频相位噪声差的问题。

一种Ka波段低相噪锁相介质振荡器，包括：晶体振荡器、有源环路滤波器、扩捕电路、压控介质振荡器、功分器、倍频器、滤波器和K接头，还包括：脉冲形成器和取样鉴相器。

晶体振荡器输出端与脉冲形成器输入端相连，脉冲形成器输出端与取样鉴相器鉴相输入端口一相连，取样鉴相器输出端与有源环路滤波器的输入端相连，有源环路滤波器的输出端与压控介质振荡器的电压控制端相连，同时与扩捕电路输入端相连，扩捕电路输出端与有源环路滤波器另一输入端相连。压控介质振荡器的输出端与功分器和路端口相连，功分器功分支路端口一与倍频器输入端相连，功分器功分支路端口二与取样鉴相器鉴相输入端口二相连。倍频器输出端与滤波器的输入端相连，滤波器的输出端与K接头相连。K接头是Ka波段低相噪锁相介质振荡器的输出端。

工作时，晶体振荡器产生频率为100MHz的高稳定正弦信号供给脉冲形成器，激励脉冲形成器产生重复频率为100MHz、脉宽为纳秒级的取样脉冲。取样脉冲输入取样鉴相器，产生梳谱信号。工作在Ku波段的梳谱信号与压控介质振荡器输出的反馈信号在取样鉴相器中进行鉴相。取样鉴相器鉴相后输出误差电压，误差电压经有源环路滤波器滤波后控制压控介质振荡器，使压控介质振荡器振荡频率为晶体振荡器振荡频率的整数倍。压控介质振荡器是用介电常数为6.15的介质材料做成的谐振器，介质与微带线耦合组成谐振电路，具有尖锐的频率选择特性。同时，压控介质振荡器是一个工作在Ku波段的窄带振荡器，通过变容二极管实现压控特性，在其压控范围内有一个设定的频点是晶体振荡器频率的整倍数，工作时锁定在该设定的频点上。当取样锁相电路刚通电时的初始频差过大时，那么仅靠环路自身的频率牵引作用需要很长时间才能锁定，或者无法锁定，则需要借助扩捕电路进行锁定。当环路失锁时，扩捕电路会产生一个扫描电压供给有源环路滤波器，进而作用在压控介质振荡器的电压控制端，使压控介质振荡器的频率在所需的范围内变化。当某个时刻压控介质振荡器的频率刚好为晶体振荡器频率的整数倍时，环路锁定，扩捕电路停止工作。环路锁定后，压控介质振荡器输出一个稳定的Ku波段微波信号，再经功分器功分成两路，一路反馈至取样鉴相器用于鉴相，另一路传输至倍频器，倍频产生一路Ka波段微波信号。滤波器是一个工作在Ka波段的带通滤波器，倍频产生的Ka波段微波信号由滤波器滤波后再由K接头输出。

本发明通过使用取样锁相环替代传统的数字锁相环，消除了数字鉴相器和分频器引入的附加噪声，实现了低相噪的微波频率源。

附图说明

图1一种Ka波段低相噪锁相介质振荡器的结构示意图。

1.晶体振荡器 2.脉冲形成器 3.取样鉴相器 4.有源环路滤波器 5.扩捕电路 6.压控介质振荡器 7.功分器 8.倍频器 9.滤波器 10.K接头。

具体实施方式