一種x波段低噪聲基準本振頻率源的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種X波段低噪聲基準本振頻率源，由參考時鐘電路、功率分配電路、大步進鎖相環(huán)電路、小步進鎖相環(huán)電路和控制電路組成。所述功率分配電路的輸入端接所述參考時鐘電路的輸出端，其相應(yīng)輸出端分別接所述大步進鎖相環(huán)電路和小步進鎖相環(huán)電路的相應(yīng)輸入端；所述大步進鎖相環(huán)電路的輸出端接所述小步進鎖相環(huán)電路的相應(yīng)輸入端；所述大步進鎖相環(huán)電路輸出6~10.4GHz信號，所述小步進鎖相環(huán)電路輸出5~10GHz信號。本實用新型在小步進鎖相環(huán)路中與大步進鎖相環(huán)路的輸出信號進行混頻鎖相產(chǎn)生5GHz到10GHz，10MHz步進的基準本振頻率信號輸出，降低了相位噪聲，可廣泛應(yīng)用于變頻器中作為本振使用。
【專利說明】一種X波段低噪聲基準本振頻率源

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種X波段基準本振頻率源，尤其是一種X波段低噪聲基準本振頻率源，屬于通信【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]受限于鎖相環(huán)芯片相位噪聲性能與輸出頻率對鑒相頻率的倍頻倍數(shù)的正比關(guān)系。使用鎖相環(huán)芯片直接鎖5GHZ到1GHz的X波段頻率會有較差的相位噪聲性能。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種X波段低噪聲基準本振頻率源。
[0004]本實用新型所采取的技術(shù)方案是:
[0005]一種X波段低噪聲基準本振頻率源，由參考時鐘電路、功率分配電路、大步進鎖相環(huán)電路和小步進鎖相環(huán)電路組成；所述功率分配電路的輸入端接所述參考時鐘電路的輸出端，其相應(yīng)輸出端分別接所述大步進鎖相環(huán)電路和小步進鎖相環(huán)電路的相應(yīng)輸入端；所述大步進鎖相環(huán)電路的輸出端接所述小步進鎖相環(huán)電路的相應(yīng)輸入端。
[0006]所述功率分配電路由級聯(lián)的第一放大器和第一功分器組成。
[0007]所述大步進鎖相環(huán)電路由二倍頻器、第一濾波器、第二放大器、第二濾波器、第一鎖相環(huán)、第三濾波器、第一壓控振蕩器、第二壓控振蕩器、第一射頻開關(guān)、第二功分器和二分頻器組成；所述二倍頻器、第一濾波器、第二放大器、第二濾波器依次級聯(lián)，所述二倍頻器的輸入端接所述功率分配電路的相應(yīng)輸出端，所述第二濾波器的輸出端接所述第一鎖相器的相應(yīng)輸入端；所述第三濾波器的輸入端接所述第一鎖相環(huán)的輸出端，其相應(yīng)輸出端分別接所述第一壓控振蕩器和第二壓控振蕩器的輸入端，所述第一射頻開關(guān)的相應(yīng)輸入端分別接所述第一壓控振蕩器和第二壓控振蕩器的輸出端，其輸出端接所述第二功分器的輸入端；所述第二功分器的相應(yīng)輸出端作為所述大步進鎖相環(huán)電路的輸出端；所述二分頻器的輸入端接所述第二功分器的相應(yīng)輸出端，其輸出端接所述鎖相環(huán)的相應(yīng)輸入端。
[0008]所述小步進鎖相環(huán)電路由第二鎖相環(huán)、第四濾波器路、第三壓控振蕩器、第四壓控振蕩器、第二射頻開關(guān)、第三功分器、第三放大器、第四放大器、混頻器、第五濾波器路、第五放大器、第六放大器、數(shù)控衰減器、第七放大器、第八放大器、隔離器組成；所述第二鎖相環(huán)的相應(yīng)輸入端接所述功率分配電路的相應(yīng)輸出端，其輸出端接所述第四濾波器路的輸入端；所述第四濾波器路的輸出端分別接所述第三壓控振蕩器和第四壓控振蕩器的輸入端；所述第二射頻開關(guān)的相應(yīng)輸入端分別接所述第三壓控振蕩器和第四壓控振蕩器的輸出端，其輸入端接所述第三功分器的相應(yīng)輸入端分別接所述第三放大器和第六放大器的輸入端；所述第四放大器的輸入端接所述第三放大器的輸出端，其輸出端接所述混頻器的相應(yīng)輸入端；所述混頻器的相應(yīng)輸入端接所述大步進鎖相環(huán)電路的輸出端，其輸出端接所述第五濾波器路的輸入端；所述第五放大器的輸入端接所述第五濾波器路的輸出端，其輸出端接所述第二鎖相環(huán)的相應(yīng)輸入端。
[0009]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:
[0010]本實用新型在小步進鎖相環(huán)路中與大步進鎖相環(huán)路的輸出信號進行混頻鎖相產(chǎn)生5GHz到10GHz，1MHz步進的基準本振頻率信號輸出，降低了相位噪聲，可廣泛應(yīng)用于變頻器中作為本振使用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0012]圖1是本實用新型的原理框圖；
[0013]圖2是本實用新型的功率分配電路原理框圖；
[0014]圖3是本實用新型的大步進鎖相環(huán)電路原理框圖；
[0015]圖4是本實用新型的小步進鎖相環(huán)電路原理框圖。

【具體實施方式】
[0016]如圖1所示，一種X波段低噪聲基準本振頻率源，由參考時鐘電路、功率分配電路、大步進鎖相環(huán)電路和小步進鎖相環(huán)電路組成；所述功率分配電路的輸入端接所述參考時鐘電路的輸出端，其相應(yīng)輸出端分別接所述大步進鎖相環(huán)電路和小步進鎖相環(huán)電路的相應(yīng)輸入端；所述大步進鎖相環(huán)電路的輸出端接所述小步進鎖相環(huán)電路的相應(yīng)輸入端；所述大步進鎖相環(huán)電路輸出6?10.4GHz信號，所述小步進鎖相環(huán)電路輸出5?1GHz信號。
[0017]如圖2所示，所述功率分配電路由級聯(lián)的第一放大器和第一功分器組成。
[0018]如圖3所示，所述大步進鎖相環(huán)電路由二倍頻器、第一濾波器、第二放大器、第二濾波器、第一鎖相環(huán)、第三濾波器、第一壓控振蕩器、第二壓控振蕩器、第一射頻開關(guān)、第二功分器和二分頻器組成；所述二倍頻器、第一濾波器路、第二放大器、第二濾波器依次級聯(lián)，所述二倍頻器的輸入端接所述功率分配電路的相應(yīng)輸出端，所述第二濾波器的輸出端接所述第一鎖相器的相應(yīng)輸入端；所述第三濾波器的輸入端接所述第一鎖相環(huán)的輸出端，其相應(yīng)輸出端分別接所述第一壓控振蕩器和第二壓控振蕩器的輸入端，所述第一射頻開關(guān)的相應(yīng)輸入端分別接所述第一壓控振蕩器和第二壓控振蕩器的輸出端，其輸出端接所述第二功分器的輸入端；所述第二功分器的相應(yīng)輸出端作為所述大步進鎖相環(huán)電路的輸出端；所述二分頻器的輸入端接所述第二功分器的相應(yīng)輸出端，其輸出端接所述鎖相環(huán)的相應(yīng)輸入端。
[0019]如圖4所示，所述小步進鎖相環(huán)電路由第二鎖相環(huán)、第四濾波器路、第三壓控振蕩器、第四壓控振蕩器、第二射頻開關(guān)、第三功分器、第三放大器、第四放大器、混頻器、第五濾波器路、第五放大器、第六放大器、數(shù)控衰減器、第七放大器、第八放大器、隔離器組成；所述第二鎖相環(huán)的相應(yīng)輸入端接所述功率分配電路的相應(yīng)輸出端，其輸出端接所述第四濾波器路的輸入端；所述第四濾波器路的輸出端分別接所述第三壓控振蕩器和第四壓控振蕩器的輸入端；所述第二射頻開關(guān)的相應(yīng)輸入端分別接所述第三壓控振蕩器和第四壓控振蕩器的輸出端，其輸入端接所述第三功分器的相應(yīng)輸入端分別接所述第三放大器和第六放大器的輸入端；所述第四放大器的輸入端接所述第三放大器的輸出端，其輸出端接所述混頻器的相應(yīng)輸入端；所述混頻器的相應(yīng)輸入端接所述大步進鎖相環(huán)電路的輸出端，其輸出端接所述第五濾波器路的輸入端；所述第五放大器的輸入端接所述第五濾波器路的輸出端，其輸出端接所述第二鎖相環(huán)的相應(yīng)輸入端。
[0020]本實施例中，400MHz大步進鎖相環(huán)路產(chǎn)生的6GHz到10.4GHz輸出信號與1MHz小步進鎖相環(huán)路在反饋回路中進行混頻鎖相產(chǎn)生0.4GHz到IGHz的射頻反饋，從而輸出5GHz到1GHz，1MHz步進的基準本振頻率信號。所述參考時鐘電路包括10MHz晶振；所述第一濾波器為高通濾波器，其截止頻率為180MHz ;所述第二濾波器為低通濾波器，其截止頻率為220MHz ;所述第五濾波器為低通濾波器，其截止頻率為1.2GMHz ;所述第一壓控振蕩器和第三壓控振蕩器輸出4、GHz信號,第二壓控振蕩器和第四壓控振蕩器輸出6?12GHz信號；所述混頻器輸出0.4?1GHZ信號。
[0021]大步進鎖相環(huán)電路將參考時鐘電路輸出的10MHz參考時鐘信號經(jīng)過二倍頻器產(chǎn)生倍頻信號，倍頻信號經(jīng)過第一濾波器濾除180MHz以下的諧波分量，經(jīng)過第二濾波器濾除220MHz以上的諧波分量，之后輸出至第一鎖相環(huán)作為第一鎖相環(huán)的參考時鐘，通過控制電路控制產(chǎn)生6GHz到10.4GHz, 400MHz步進的輸出信號。為了覆蓋這么寬的頻帶，大步進鎖相環(huán)環(huán)路中使用第一壓控振蕩器和第二壓控振蕩器根據(jù)輸出頻率由控制電路控制第一射頻開關(guān)和對應(yīng)壓控振蕩器的供電來選擇，6GHz到8GHz選擇第一壓控振蕩器；8.4GHz到10.4GHz選擇第二壓控振蕩器。因為所使用的第一鎖相環(huán)芯片HMC698LP5射頻輸入只能到7GHz，為了能輸出高于7GHz的頻率，在反饋回路中使用了一個二分頻器使輸出可以達到14GHz，滿足輸出要求。
[0022]小步進鎖相環(huán)電路將參考時鐘電路輸出的10MHz參考時鐘信號直接輸出至第二鎖相環(huán)作為參考時鐘使用，在反饋環(huán)路中與大步進鎖相環(huán)產(chǎn)生的6GHz到10.4GHz信號進行混頻產(chǎn)生400MHz到1000MHz的信號，通過1.2Ghz的低通濾波器濾波后，在對其放大，之后反饋到第二鎖相環(huán)的射頻輸入端，從而實現(xiàn)鎖相環(huán)輸出5GHz到10GHz，1MHz步進的信號。1MHz的鑒相頻率，對應(yīng)輸出頻率相當于進行了 40-100倍倍頻。而直接用用鎖相環(huán)1MHz參考鎖5GHz到1GHz要進行500-1000倍倍頻。由于減小了倍頻倍數(shù)，本實用新型可實現(xiàn)更低的相位噪聲。
【權(quán)利要求】
1.一種X波段低噪聲基準本振頻率源，其特征在于:由參考時鐘電路、功率分配電路、大步進鎖相環(huán)電路和小步進鎖相環(huán)電路組成；所述功率分配電路的輸入端接所述參考時鐘電路的輸出端，其相應(yīng)輸出端分別接所述大步進鎖相環(huán)電路和小步進鎖相環(huán)電路的相應(yīng)輸入端；所述大步進鎖相環(huán)電路的輸出端接所述小步進鎖相環(huán)電路的相應(yīng)輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X波段低噪聲基準本振頻率源，其特征在于所述功率分配電路由級聯(lián)的第一放大器和第一功分器組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X波段低噪聲基準本振頻率源，其特征在于所述大步進鎖相環(huán)電路由二倍頻器、第一濾波器、第二放大器、第二濾波器、第一鎖相環(huán)、第三濾波器、第一壓控振蕩器、第二壓控振蕩器、第一射頻開關(guān)、第二功分器和二分頻器組成；所述二倍頻器、第一濾波器路、第二放大器、第二濾波器依次級聯(lián)，所述二倍頻器的輸入端接所述功率分配電路的相應(yīng)輸出端，所述第二濾波器的輸出端接所述第一鎖相器的相應(yīng)輸入端；所述第三濾波器的輸入端接所述第一鎖相環(huán)的輸出端，其相應(yīng)輸出端分別接所述第一壓控振蕩器和第二壓控振蕩器的輸入端，所述第一射頻開關(guān)的相應(yīng)輸入端分別接所述第一壓控振蕩器和第二壓控振蕩器的輸出端，其輸出端接所述第二功分器的輸入端；所述第二功分器的相應(yīng)輸出端作為所述大步進鎖相環(huán)電路的輸出端；所述二分頻器的輸入端接所述第二功分器的相應(yīng)輸出端，其輸出端接所述第一鎖相環(huán)的相應(yīng)輸入端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X波段低噪聲基準本振頻率源，其特征在于所述小步進鎖相環(huán)電路由第二鎖相環(huán)、第四濾波器、第三壓控振蕩器、第四壓控振蕩器、第二射頻開關(guān)、第三功分器、第三放大器、第四放大器、混頻器、第五濾波器、第五放大器、第六放大器、數(shù)控衰減器、第七放大器、第八放大器、隔離器組成；所述第二鎖相環(huán)的相應(yīng)輸入端接所述功率分配電路的相應(yīng)輸出端，其輸出端接所述第四濾波器路的輸入端；所述第四濾波器路的輸出端分別接所述第三壓控振蕩器和第四壓控振蕩器的輸入端；所述第二射頻開關(guān)的相應(yīng)輸入端分別接所述第三壓控振蕩器和第四壓控振蕩器的輸出端，其輸入端接所述第三功分器的相應(yīng)輸入端分別接所述第三放大器和第六放大器的輸入端；所述第四放大器的輸入端接所述第三放大器的輸出端，其輸出端接所述混頻器的相應(yīng)輸入端；所述混頻器的相應(yīng)輸入端接所述大步進鎖相環(huán)電路的輸出端，其輸出端接所述第五濾波器路的輸入端；所述第五放大器的輸入端接所述第五濾波器路的輸出端，其輸出端接所述第二鎖相環(huán)的相應(yīng)輸入端。
【文檔編號】H03L7/08GK204180050SQ201420633125
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】焦新年, 朱松濤, 池彥永, 鄧學群, 張龍, 周朝斌 申請人:石家莊東泰爾通信技術(shù)有限公司