[发明专利]一种基于全数字锁相环的宽带射频信号频率检测与跟踪装置

权利要求书

1.一种基于全数字锁相环的宽带射频信号频率检测与跟踪装置，其特征在于，所述装置包含频率粗估计模块、基于全数字锁相环的射频信号频率精确测量与跟踪模块和频率估计算法模块；

其中频率粗估计模块的功能为在极短时间内测出频率大小的粗略估计值，调节分频器分频比将输入信号频率分频到适合基于全数字锁相环的射频信号频率精确测量与跟踪模块工作的频率范围内；

基于全数字锁相环的射频信号频率精确测量与跟踪模块的功能为以频率粗估计模块的输出信号为输入，利用全数字锁相环电路，使数控振荡器的输出频率与输入频率维持一数学关系如下：

f_DCO＝f_osc+OTW[12..9]×S_c+OTW[8..4]×S_m+OTW[3..0]×S_f      (2)；

f_DCO为数控振荡器的输出频率，f_osc为DCO初始振荡频率，OTW[12..9]为频率控制字OTW的9-12位，OTW[8..4]为频率控制字OTW的4-8位，OTW[3..0]为频率控制字OTW的0-3位；S_c为粗调步长；S_m为中调步长；S_f为精调步长；

得到此时数控振荡器的频率控制字；

频率估计算法模块的功能为根据数控振荡器的频率控制字得到当前输入信号的频率大小；

所述频率粗估计模块包括高频计数器CNT0和为适应宽带射频信号频率检测的自适应可调节分频器N0；电路输入连接到频率粗估计模块中的高频计数器CNT0的输入端和可调分频器N0的输入端，同时分频器N0接收计数器CNT0的计数结果；可调分频器N0根据输入的信息设定其分频比，将输入信号的频率调节到适合基于全数字锁相环的射频信号频率精确测量与跟踪模块工作的频率范围内,

所述基于全数字锁相环的射频信号频率精确测量与跟踪模块包括使用D触发器实现的系统时钟产生模块C，两个计数器CNT1～CNT2，一个加法器M，一个环路滤波器LP，一个时间数字转换器，一个数控振荡器，一个分频比固定的分频器NC以及一个自动频率校准模块；输入信号为经过自适应可调节分频器N0分频后得到的信号；分频器N0的输出端连接到使用D触发器实现的系统时钟产生模块C的输入端以及时间数字转换器的输入端；系统时钟产生模块C的输出端连接到计数器CNT1，同时计数器CNT1接收预先设计的累加步长FCW；计数器CNT1的输出端连接到加法器M，其计数结果作为自动频率校准模块的输入之一；加法器M的输出端连接到环路滤波器LP；环路滤波器LP的输出端和自动频率校准模块的输出端连接到数控振荡器；数控振荡器的输出端连接到分频比固定的分频器NC，其分频比预先设定；分频比固定的分频器NC的输出端连接到使用D触发器实现的系统时钟产生模块C、计数器CNT2和时间数字转换器；计数器CNT2的输出端连接到加法器M，其计数结果作为自动频率校准模块的输入之一；时间数字转换器的输出端连接到加法器M。

2.根据权利要求1所述的基于全数字锁相环的宽带射频信号频率检测与跟踪装置，其特征在于，频率估计算法模块根据数控振荡器的频率控制字和分频器N0的分频比，通过频率估计算法得到当前输入信号的频率大小，并且对线性调频信号的雷达信号做出类型识别。

3.根据权利要求2所述的基于全数字锁相环的宽带射频信号频率检测与跟踪装置，其特征在于，频率估计算法模块使用编程工具在计算机上实现。

4.根据权利要求3所述的基于全数字锁相环的宽带射频信号频率检测与跟踪装置，其特征在于，频率估计算法模块使用硬件描述语言在FPGA上实现。

5.根据权利要求4所述的基于全数字锁相环的宽带射频信号频率检测与跟踪装置，其特征在于，频率粗估计模块、基于全数字锁相环的射频信号频率精确测量与跟踪模块和频率估计算法模块在集成电路芯片上实现。