一种捷变频率源

技术领域

本发明涉及捷变频率源技术领域，特别是涉及一种捷变频率源。

背景技术

导弹作为现代战争中一个重要的精确打击力量，具备射程远、精度高、威力大及低空突防能力强等优势，随着电子技术在军事上的广泛应用，电子对抗将成为对抗敌方自动化指挥系统和武器控制系统的重要手段，而捷变频率源是弹载领域电子对抗系统中的关键设备之一，因此，捷变频率源的研究具有重要意义。锁相环是捷变频率源的重要组成部分，现有技术中，锁相环包含数字锁相环和取样锁相环。数字锁相环采用的有源数字鉴相器、分频器等器件噪底较高，在高频率输出时，近载频相位噪声较差。而取样锁相环采用无源模拟鉴相器，避免了分频器的噪底并将鉴相器噪底大幅降低，但取样锁相环输出频率一般固定为参考频率的整数倍，很难直接应用于有变频需求的场合。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题，本发明提供了一种捷变频率源。

本发明采用的技术方案是：

一种捷变频率源，包括参考信号输出模块、功率分配器、锁相环组件、微波开关、频率合成器和控制模块，所述锁相环组件包括多个锁相环模块；所述参考信号输出模块的输出端与功率分配器的输入端电连接，所述功率分配器的输出端设置有多个，所述功率分配器的多个输出端分别与多个锁相环模块的输入端电连接，多个锁相环模块的输出端均通过微波开关与频率合成器的输入端电连接；每个锁相环模块均包括数字锁相模块和取样锁相模块，所述取样锁相模块的输入端设置有两个，所述数字锁相模块的输入端和取样锁相模块的一输入端均与功率分配器的输出端电连接，所述数字锁相模块的输出端与取样锁相模块的另一输入端电连接，所述取样锁相模块的输出端与微波开关电连接；所述参考信号输出模块、功率分配器、数字锁相模块、微波开关和频率合成器的受控端均与控制模块电连接。

优选地，所述数字锁相模块包括数字鉴相器、第一滤波器、第一压控振荡器和第一功率分配器；所述数字鉴相器的输入端与功率分配器的输出端电连接，所述数字鉴相器的输出端依次通过第一滤波器和第一压控振荡器与第一功率分配器的输入端电连接，所述第一功率分配器的输出端设置有两个，所述第一功率分配器的一输出端与数字鉴相器的输入端电连接，所述第一功率分配器的另一输出端与取样锁相模块的另一输入端电连接；所述数字鉴相器的受控端与控制模块电连接。

进一步优选地，所述数字鉴相器的型号为PE9702。

优选地，所述取样锁相模块包括取样鉴相器、第二滤波器、第二压控振动器、第二功率分配器、混频器和第三滤波器；所述取样鉴相器的输入端设置有两个，所述取样鉴相器的一输入端与功率分配器的输出端电连接，所述取样鉴相器的输出端依次通过第二滤波器和第二压控振动器与第二功率分配器的输入端电连接，所述第二功率分配器的输出端和混频器的输入端均设置有两个，所述第二功率分配器的一输出端与混频器的一输入端电连接，所述第二功率分配器的另一输出端与微波开关电连接，所述混频器的另一输入端与数字锁相模块的输出端电连接，所述混频器的输出端通过第三滤波器与取样鉴相器的另一输入端电连接。

进一步优选地，所述取样锁相模块还包括第一放大器，所述第二功率分配器的另一输出端通过第一放大器与微波开关电连接。

优选地，所述参考信号输出模块包括晶体振荡器和开关模块；所述晶体振荡器的输出端通过开关模块与功率分配器的输入端电连接，所述开关模块的受控端均与控制模块电连接。

优选地，所述捷变频率源还包括滤波组件；所述滤波组件的输入端与频率合成器的输出端电连接，所述滤波组件的受控端均与控制模块电连接。

进一步优选地，所述滤波组件包括第四滤波器、第二放大器、倍频器和第五滤波器；所述第四滤波器的输入端与频率合成器的输出端电连接，所述第四滤波器的输出端依次通过第二放大器和倍频器与第五滤波器电连接。

优选地，所述锁相环组件包括两个锁相环模块，所述功率分配器的输出端和微波开关的输入端均设置有两个，两个锁相环模块的输入端分别与功率分配器的两个输出端电连接，两个锁相环模块的输出端分别与微波开关的两个输入端电连接。

优选地，所述控制模块采用现场可编程门阵列实现。

本发明的有益效果是：数字锁相模块与取样锁相模块配合使用可有效避免高频率微波信号近端相位噪声较差的问题；同时控制模块对数字锁相模块的控制，可使得由锁相环模块输出的射频信号源应用于有变频需求的场合。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明中一种捷变频率源的结构框图；

图2是本发明中功率分配器、锁相环模块和控制模块的结构框图；

图3是图2所示结构的具体框图；

图4是本发明中滤波组件的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例来对本发明作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明虽然是用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本发明的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本发明，并且不应当理解为本发明限制在本文阐述的实施例中。

应当理解，尽管本文可能使用术语第一、第二等等来描述各种单元，但是这些单元不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个单元和另一个单元。例如可以将第一单元称作第二单元，并且类似地可以将第二单元称作第一单元，同时不脱离本发明的示例实施例的范围。

应当理解，对于本文中可能出现的术语“和/或”，其仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况；对于本文中可能出现的术语“/和”，其是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况；另外，对于本文中可能出现的字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

应当理解，在本文中若将单元称作与另一个单元“连接”、“相连”或“耦合”时，它可以与另一个单元直相连接或耦合，或中间单元可以存在。相対地，在本文中若将单元称作与另一个单元“直接相连”或“直接耦合”时，表示不存在中间单元。另外，应当以类似方式来解释用于描述单元之间的关系的其他单词（例如，“在……之间”对“直接在……之间”，“相邻”对“直接相邻”等等）。

应当理解，本文使用的术语仅用于描述特定实施例，并不意在限制本发明的示例实施例。若本文所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”意在包括复数形式，除非上下文明确指示相反意思。还应当理解，若术语“包括”、“包括了”、“包含”和/或“包含了”在本文中被使用时，指定所声明的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在性，并且不排除一个或多个其他特征、数量、步骤、操作、单元、组件和/或他们的组合存在性或增加。

应当理解，还应当注意到在一些备选实施例中，所出现的功能/动作可能与附图出现的顺序不同。例如，取决于所涉及的功能/动作，实际上可以实质上并发地执行，或者有时可以以相反的顺序来执行连续示出的两个图。

应当理解，在下面的描述中提供了特定的细节，以便于对示例实施例的完全理解。然而，本领域普通技术人员应当理解可以在没有这些特定细节的情况下实现示例实施例。例如可以在框图中示出系统，以避免用不必要的细节来使得示例不清楚。在其他实例中，可以不以不必要的细节来示出众所周知的过程、结构和技术，以避免使得示例实施例不清楚。

实施例1：

本实施例提供一种捷变频率源，如图1和2所示，包括参考信号输出模块、功率分配器、锁相环组件、微波开关、频率合成器和控制模块，锁相环组件包括多个锁相环模块；参考信号输出模块的输出端与功率分配器的输入端电连接，功率分配器的输出端设置有多个，功率分配器的多个输出端分别与多个锁相环模块的输入端电连接，多个锁相环模块的输出端均通过微波开关与频率合成器的输入端电连接；每个锁相环模块均包括数字锁相模块和取样锁相模块，取样锁相模块的输入端设置有两个，数字锁相模块的输入端和取样锁相模块的一输入端均与功率分配器的输出端电连接，数字锁相模块的输出端与取样锁相模块的另一输入端电连接，取样锁相模块的输出端与微波开关电连接；参考信号输出模块、功率分配器、数字锁相模块、微波开关和频率合成器的受控端均与控制模块电连接。

需要说明的是，每个锁相环模块的输出频率均不高于频率合成器所能接受的最高采样频率。

本实施例在实施过程中，参考信号输出模块用于输出参考信号，然后参考信号可通过功率分配器分成多路参考信号，多路参考信号分别作为多个锁相环模块的参考信号；随后多个锁相环模块分别输出稳定的射频信号，具体地，参考信号可分别进入锁相环模块中的数字锁相模块和取样锁相模块，取样锁相模块接收参考信号并生成射频信号，数字锁相模块接收参考信号并生成第一振荡信号，然后将第一振荡信号输出至取样锁相模块，取样所向模块可将射频信号和第一振荡信号进行混频，并生成中频信号，再将中频信号作为反馈信号，然后将反馈信号与通过功率分配器接收的参考信号进行对比，由此实现射频信号的锁相，最终输出稳定的射频信号；在此过程中，控制器模块可主动调整数字锁相模块中参考信号与反馈信号之间的相位差，实现数字锁相模块输出第一振荡信号的频率，进而改变混频信号的频率，最终改变取样锁相模块输出的射频信号的频率；最后，射频信号可依次由微波开关输出至频率合成器，经频率合成器处理后输出捷变频信号。本实施例中，数字锁相模块与取样锁相模块配合使用可有效避免高频率微波信号近端相位噪声较差的问题；同时控制模块对数字锁相模块的控制，可使得由锁相环模块输出的射频信号源应用于有变频需求的场合。

本实施例中，如图3所示，数字锁相模块包括数字鉴相器、第一滤波器、第一压控振荡器和第一功率分配器；数字鉴相器的输入端与功率分配器的输出端电连接，数字鉴相器的输出端依次通过第一滤波器和第一压控振荡器与第一功率分配器的输入端电连接，第一功率分配器的输出端设置有两个，第一功率分配器的一输出端与数字鉴相器的输入端电连接，第一功率分配器的另一输出端与取样锁相模块的另一输入端电连接；数字鉴相器的受控端与控制模块电连接。需要说明的是，数字鉴相器的输出信号可经过第一滤波器输至第一压控振荡器中，随后，第一功率分配器可将第一压控振荡器的输出信号分为两路第一振荡信号，其中一路第一振荡信号输入到数字鉴相器中，作为第一压控振荡器的反馈信号，另一路第一振荡信号输入到取样锁相模块中，在此过程中，控制模块可通过配置数字鉴相器改变第一振荡信号的频率。

本实施例中，数字鉴相器的型号为PE9702。本实施例中，数字鉴相器采用Peregrine公司开发的大规模单片低功耗集成数字锁相模块PE9702实现，其具有较低的底噪，有3种工作方式，一种是直接置数方式，第二种为并口置数方式，第三种为串口置数方式。常用的为直接置数方式，此方式需要16根控制线控制分频比；并口置数方式需要12根控制线；而并口置数方式只需要4根控制线，大大简化了PCB外围电路的设计。

本实施例中，如图3所示，取样锁相模块包括取样鉴相器、第二滤波器、第二压控振动器、第二功率分配器、混频器和第三滤波器；取样鉴相器的输入端设置有两个，取样鉴相器的一输入端与功率分配器的输出端电连接，取样鉴相器的输出端依次通过第二滤波器和第二压控振动器与第二功率分配器的输入端电连接，第二功率分配器的输出端和混频器的输入端均设置有两个，第二功率分配器的一输出端与混频器的一输入端电连接，第二功率分配器的另一输出端与微波开关电连接，混频器的另一输入端与数字锁相模块的输出端电连接，具体地，混频器的另一输入端与第一功率分配器的另一输出端电连接，混频器的输出端通过第三滤波器与取样鉴相器的另一输入端电连接。需要说明的是，取样鉴相器的输出信号可通过第二滤波器输至第二压控振荡器中，第二功率分配器可将第二压控振荡器的输出信号分为两路信号，一路信号作为射频信号直接输出，另一路信号输至混频器中，混频器可将第二功率分配器输入的信号与第一振荡信号进行混频并生成中频信号，中频信号经过第三滤波器后输至取样鉴相器中，作为第二压控振荡器的反馈信号。

本实施例中，取样锁相模块还包括第一放大器，第二功率分配器的另一输出端通过第一放大器与微波开关电连接，第一放大器起到对由取样锁相模块输出信号的放大作用。

本实施例中，参考信号输出模块包括晶体振荡器和开关模块；晶体振荡器的输出端通过开关模块与功率分配器的输入端电连接，开关模块的受控端均与控制模块电连接，需要说明的是，可通过控制开关模块，便于实现对捷变频率源运行的控制。

本实施例中，捷变频率源还包括滤波组件；滤波组件的输入端与频率合成器的输出端电连接，滤波组件的受控端均与控制模块电连接，滤波组件用于实现对捷变频信号的滤波处理，利于减少杂散。

本实施例中，如图4所示，滤波组件包括第四滤波器、第二放大器、倍频器和第五滤波器；第四滤波器的输入端与频率合成器的输出端电连接，第四滤波器的输出端依次通过第二放大器和倍频器与第五滤波器电连接。需要说明的是，频率合成器输出的捷变频信号可依次通过第四滤波器进行滤波，然后通过第二放大器可增加捷变频信号的功率，放大后的捷变频信号可在倍频器的作用下进行倍频处理、实现频率的倍增，最后可经过第五滤波器再次进行滤波后输出，得到最终的捷变频信号。本实施例中，滤波组件的设置，实现了对捷变频信号的放大及滤波处理，进一步抑制和防止干扰。

具体地，本实施例中，锁相环组件包括两个锁相环模块，功率分配器的输出端和微波开关的输入端均设置有两个，两个锁相环模块的输入端分别与功率分配器的两个输出端电连接，两个锁相环模块的输出端分别与微波开关的两个输入端电连接。本实施例中，微波开关为单刀双掷开关，微波开关的输出端与频率合成器的输入端电连接。

本实施例中，控制模块采用现场可编程门阵列实现。应当理解的是，控制模块也可采用单片机实现，采用现场可编程门阵列可显著降低捷变频率源的开发成本。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所描述的多个实施例仅仅是示意性的，若涉及到作为分离部件说明的单元，其可以是或者也可以不是物理上分开的；若涉及到作为单元显示的部件，其可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

最后应说明的是，本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。