微波寬帶跳頻頻率合成器的製作方法

2023-10-11 23:18:49 3

專利名稱：微波寬帶跳頻頻率合成器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及無線通信領域中的一種微波寬帶跳頻頻率合成 器，特別適用於作為衛星跳頻通信微波信道設備上、下變頻器的本振 源裝置。
背景技術：
由於電子戰中幹擾技術以及對信息的截獲技術不斷發展，因而一 般通信方式變得越來越不安全，為了滿足通信內容的安全性，對跳頻 通信的跳頻速度、跳頻帶寬要求也越來越高。而一般的跳頻本振源跳 頻帶寬窄，跳頻速度低，難以滿足通信保密對微波信道設備的進一步 需求。發明內容本實用新型的目的在於避免上述背景技術中的不足之處而提供一 種能用於無線跳頻通信信道設備中的微波寬帶跳頻頻率合成器，本實 用新型具有跳頻帶寬寬、跳頻速度高、輸出雜散低、頻率步進小、， 除此之外還具有集成化程度高、體積小、功耗低、調試簡單等特點。 本實用新型的目的是這樣實現的它由監控單元1、轉控單元2、鎖相環3、 DDS模塊4、拓頻模塊5、上變頻模塊6、放大器7、 10MHz 參考源8、直流電源9組成。其中監控單元1入埠 1與遠端控制信 號輸入埠A連接，監控單元l輸出埠 2與轉控單元2輸入埠 1 連接，轉控單元2輸出埠 2與DDS模塊4輸入埠 2連接，轉控單元2輸出埠 3與拓頻模塊5輸入埠 2連接，鎖相環3輸出埠 1 與DDS模塊4輸入埠 1連接，鎖相環3輸入埠 2與10MHz參考源 8輸出埠 1連接，DDS模塊4輸出埠 3與拓頻模塊5輸入埠 1 連接，拓頻模塊5輸入埠 4與10MHz參考源8輸出埠 2連接，拓 頻模塊5輸出埠 3與上變頻模塊6輸入埠 1連接，上變頻模塊6 輸入埠 3與10MHz參考源8輸出埠 3連接，上變頻模塊6輸出端 口2與放大器7輸入埠 l連接，放大器7輸出埠2與輸出埠B 連接，直流電源9出埠 1、 2、 3的出端+Vl、 +V2、 -V電壓埠 與各部件相應電源埠並接。本實用新型的目的還可以通過以下措施達到本實用新型DDS模塊4由DDS晶片10、輸出合成電路ll、變壓 器Tl組成，其中鎖相環3的輸出埠 1串接電容Cl後與DDS晶片 10輸入端1腳連接，轉控單元2輸出埠 2與DDS晶片10輸入端2 腳連接，DDS晶片10輸出端3、 4腳分別串接電容Cl、 C2後與變壓 器Tl的初級線圈入端連接，變壓器Tl輸出端次級線圈一端接地端、 另一端與輸出合成電路11的輸入端1腳連接，輸出合成電路11輸出 端3腳與電阻Rl、電阻R2 —端並接，電阻Rl另一端與拓頻模塊5 輸入埠 1、電阻R3—端並接，DDS晶片10入端5腳、輸出合成電 路11入端2腳及電阻R2、 R3另一端與地端並接。本實用新型拓頻模塊5由單刀三擲開關電路12、 19、混頻器13、 15、 17、鎖相環14、 16、 18組成，其中DDS模塊4輸出埠 3串接 電容C4後與單刀三擲開關電路12輸入端1腳連接；單刀三擲開關電路12輸出端2腳串接電容C5後與混頻器13輸入端1腳連接，單刀 三擲開關電路12輸出端3腳串接電容C6後與混頻器15輸入端1腳 連接，單刀三擲開關電路12輸出端4腳串接電容C7後與混頻器17 輸入端1腳連接；單刀三擲開關電路12控制輸入端5腳與轉控單元 2輸出埠 3、單刀三擲開關電路19輸入端5腳並接；混頻器13輸 出端3串接電容C8後與單刀三擲開關電路19輸入端1腳連接，混頻 器13輸入端2腳與鎖相環14輸出端1腳連接，鎖相環14輸入端2 腳串接電阻R4後與10MHz參考源8輸出端2腳連接；混頻器15輸出 端3腳串接電容C9後與單刀三擲開關電路19輸入端2腳連接，混頻 器15輸入端2腳與鎖相環16輸出端1腳連接，鎖相環16輸入端2 腳串接電阻R5後與10MHz參考源8輸出端2腳連接；混頻器17輸出 端3串接電容C10後與單刀三擲開關電路19輸入端3腳連接，混頻 器17輸入端2腳與鎖相環18輸出端1腳連接，鎖相環18輸入端2 腳串接電阻R6後與10MHz參考源8輸出端2腳連接；單刀三擲開關 電路19輸出端4腳串接電容Cll後與上變頻模塊6輸入埠 1連接， 混頻器13、 15、 17各入端7腳與地端並接，鎖相環14、 16、 18、單 刀三擲開關電路12、 19各入端6腳分別與直流電源9出埠 2出端 +V2電壓端並接、各入端7腳與地端並接。 本實用新型與背景技術相比有如下優點1.本實用新型採用DDS模塊4電路，實現輸出頻率範圍寬、頻 率切換速度快、輸出雜散低。通過單刀三擲開關電路12、 19切換、 分段混頻的方式，拓展了輸出頻率範圍。全部鎖相環採用單點鎖相，沒有一般頻率合成器的頻率切換時間，大大縮短了跳頻時間、提高了 跳頻速度。2. 本實用新型全部電路器件採用集成電路製作，因此集成化程 度高，功耗低，整機調試量小。3. 本實用新型集成度高，因此體積小，結構緊湊，成本低，具有推廣應用價值。

圖1是本實用新型的原理方框圖。圖2是本實用新型DDS模塊4實施例的電原理圖。 圖3是本實用新型拓頻模塊5實施例的電原理圖。
具體實施方式
參照圖1至圖3，本實用新型由監控單元l、轉控單元2、鎖相 環3、 DDS模塊4、拓頻模塊5、上變頻模塊6、放大器7、 10MHz參 考源8、直流電源9組成，圖1是本實用新型實施例的電原理方框圖， 實施例按圖1連接線路。監控單元1作用是設置該微波寬帶跳頻頻率 合成器的輸出頻率，它由液晶顯示器、按鍵、單片機、遠控接口部件 實現。實施例單片機採用市售集成晶片C8051F023製作，液晶顯示器 採用市售WG19232-TMI-VGB製作，按鍵、遠控接口採用通用的相應器 件製作。本實用新型轉控單元2作用是將監控單元1設置的輸出頻率通 過計算轉換為對DDS模塊4和拓頻模塊5的控制信號，並對其進行控 制，它主要由一塊FPGA晶片實現，實施例FPGA晶片採用市售集成晶片EP1C3T144I7製作。本實用新型鎖相環3作用是輸出一個單一頻率 信號作為DDS模塊4的基準輸入信號，它主要由壓控振蕩器和鎖相環 晶片實現，實施例壓控振蕩器採用專用MVC02800製作，鎖相環晶片 採用市售集成晶片ADF4113製作。本實用新型DDS模塊4作用是輸出一個快速跳頻的頻率範圍較 窄的信號，它由DDS晶片IO、輸出合成電路ll、變壓器T1組成，圖 2是本實用新型DDS模塊4實施例的電原理圖，實施例按圖2連接線 路。其中DDS晶片10作用是以鎖相環3輸出的單一頻率信號為基準， 根據轉控單元2的控制信號，輸出一對快速跳頻的差分信號，實施例 DDS晶片10採用市售集成晶片DS852製作。變壓器Tl的作用是把DDS 晶片IO輸出的一對快速跳頻的差分信號合成為一路後輸出，實施例 變壓器T1採用自製的變壓器器件製作。輸出合成電路11的作用是對 變壓器T1輸出的信號進行濾波，並進行頻率響應的優化。本實用新型拓頻模塊5作用是拓展DDS模塊4輸出的跳頻信號 的輸出頻率範圍，它由單刀三擲開關電路12、 19、混頻器13、 15、 17、鎖相環14、 16、 18組成，圖3是本實用新型拓頻模塊5實施例 的電原理圖，實施例按圖3連接線路。其中單刀三擲開關電路12、 19的作用是根據轉控單元2的控制信號在三個混頻器之間選擇一路 工作，實施例單刀三擲開關電路12、 19採用市售集成晶片HMC245QS16 製作。鎖相環14、 16、 18的作用是分別為混頻器13、 15、 17提供本 振信號，實施例鎖相環14、 16、 18分別採用市售集成鎖相環晶片 ADF4113和MVC01600、 MVC01900、 MVC02200製作。混頻器13、 15、17作用是把DDS模塊4輸出的信號分別與鎖相環14、 16、 18輸出的 本振信號進行混頻，實施例混頻器13、 15、 17採用市售集成晶片 HMC213MS8製作。本實用新型上變頻模塊6作用是把拓頻模塊5輸出的寬帶跳頻 信號上變頻後輸出，實施例採用市售集成晶片ADF4113、 MCR03300、 HMC154C8、 HMC204C8、 HMC554LC3B製作。本實用新型放大器7作用是把上變頻模塊輸出的微波寬帶跳頻 信號放大至合適電平後輸出，實施例放大器7採用市售集成晶片 區F1218-0313製作。本實用新型10MHz參考源8作用是為鎖相環3、 拓頻模塊5、上變頻模塊6提供10MHz參考信號，實施例10MHz參考 源8釆用市售0X36D-S-KT-R@10MHz晶振製作。本實用新型直流電源 9作用是為各部件提供直流電源，，實施例直流電源9採用市售AC/DC 開關電源4NIC-QT33製作，其輸出+Vl為+12V， +V2為+5V， -V為-12V。 本實用新型電路中使用的電阻R、電容C元件均採用通用的相應元件 製作。本實用新型工作原理如下監控單元1向轉控單元2設置該微波寬帶跳頻頻率合成器的輸 出頻率，該功能即可通過機箱前面板上的按鍵完成，也可從遠端通過 遠控接口將要設置的頻率發送到轉控單元2，轉控單元2通過計算將 監控單元1設置的頻率值轉換為對DDS模塊4和拓頻模塊5的並行控 制信號，並控制DDS模塊4和拓頻模塊5。鎖相環3可以輸出一個頻 率為2.8GHz的單點信號，該單點信號進入DDS模塊4後，轉控單元2控制DDS模塊4輸出一個以該單點信號為基準的可以快速跳頻的頻 率範圍在400MHz 800MHz之間的信號，DDS模塊4輸出的信號進入 拓頻模塊5後，轉控單元2控制單刀三擲開關電路12、 19使其分別 與鎖相環14、 16、 18輸出的頻率分別為1.6GHz， 1.9GHz， 2. 2GHz的 單點本振信號在混頻器13、 15、 17中混頻，然後拓頻模塊5會根據 控制信號輸出一個頻率範圍為2GHz 3GHz的中頻信號，該中頻信號 進入上變頻模塊6，由上變頻模塊6將其上變頻後輸出頻率範圍為 15.2GHz 16.2GHz的微波寬帶跳頻信號，最後該信號由放大器7放 大至適當電平後輸出。本實用新型的安裝結構如下整機採用標準1U機箱，機箱內部採用模塊化結構，監控單元l 各元器件雙面貼裝在大小為320,X40腿的印製板上，轉控單元2各 元器件雙面貼裝在大小為150mmX85腿的印製板上；鎖相環3、 DDS 模塊4、拓頻模塊5、上變頻模塊6、 lOMHz參考源8都採用屏蔽盒體 結構，各元器件單面貼裝印製板上固定在屏蔽盒內，既可實現電磁信 號的空間隔離，又方便射頻信號的就近接地端，避免了射頻信號在機 箱內部的相互幹擾;整機外形尺寸為482. 6毫米X 44毫米X 480毫米， 在機箱兩側可以安裝滑動導軌，前面板安裝電源開關、指示燈、監控 單元，後面板安裝扁三芯電源插座、遠控接口 A埠的DB15座、微 波寬帶跳頻信號輸出B埠的SMA-F座，組裝成本實用新型。
權利要求1.一種由監控單元(1)、轉控單元(2)、鎖相環(3)、上變頻模塊(6)、放大器(7)、10MHz參考源(8)、直流電源(9)組成的微波寬帶跳頻頻率合成器，其特徵在於還有DDS模塊(4)、拓頻模塊(5)組成，其中監控單元(1)入埠1與遠端控制信號輸入埠A連接，監控單元(1)輸出埠2與轉控單元(2)輸入埠1連接，轉控單元(2)輸出埠2與DDS模塊(4)輸入埠2連接，轉控單元(2)輸出埠3與拓頻模塊(5)輸入埠2連接，鎖相環(3)輸出埠1與DDS模塊(4)輸入埠1連接，鎖相環(3)輸入埠2與10MHz參考源(8)輸出埠1連接，DDS模塊(4)輸出埠3與拓頻模塊(5)輸入埠1連接，拓頻模塊(5)輸入埠4與10MHz參考源(8)輸出埠2連接，拓頻模塊(5)輸出埠3與上變頻模塊(6)輸入埠1連接，上變頻模塊(6)輸入埠3與10MHz參考源(8)輸出埠3連接，上變頻模塊(6)輸出埠2與放大器(7)輸入埠1連接，放大器(7)輸出埠2與輸出埠B連接，直流電源(9)出埠1、2、3的出端+V1、+V2、-V電壓埠與各部件相應電源埠並接。
2. 根據權利要求1所述的微波寬帶跳頻頻率合成器，其特徵在 於DDS模塊(4)由DDS晶片(10)、輸出合成電路(11)、變壓器 Tl組成，其中鎖相環(3)的輸出埠 1串接電容Cl後與DDS晶片(10)輸入端1腳連接，轉控單元(2)輸出埠 2與DDS晶片(10) 輸入端2腳連接，DDS晶片(10)輸出端3、 4腳分別串接電容C1、 C2後與變壓器Tl的初級線圈入端連接，變壓器Tl輸出端次級線圈 一端接地端、另一端與輸出合成電路(11)的輸入端l腳連接，輸出合成電路(11)輸出端3腳與電阻Rl、電阻R2 —端並接，電阻Rl 另一端與拓頻模塊(5)輸入埠 1、電阻R3 —端並接，DDS晶片(10) 入端5腳、輸出合成電路(11)入端2腳及電阻R2、 R3另一端與地 端並接。
3.根據權利要求1或2所述的微波寬帶跳頻頻率合成器，其特 徵在於拓頻模塊(5)由單刀三擲開關電路(12)、(19)、混頻器(13)、 (15)、 (17)、鎖相環(14)、 (16)、 (18)組成，其中DDS模塊(4) 輸出埠 3串接電容C4後與單刀三擲開關電路(12)輸入端1腳連 接；單刀三擲開關電路(12)輸出端2腳串接電容C5後與混頻器(13) 輸入端1腳連接，單刀三擲開關電路(12)輸出端3腳串接電容C6 後與混頻器(15)輸入端l腳連接，單刀三擲開關電路(12)輸出端 4腳串接電容C7後與混頻器(17)輸入端1腳連接；單刀三擲開關 電路(12)控制輸入端5腳與轉控單元(2)輸出埠 3、單刀三擲 開關電路(19)輸入端5腳並接；混頻器(13)輸出端3串接電容 C8後與單刀三擲開關電路(19)輸入端1腳連接，混頻器(13)輸 入端2腳與鎖相環(14)輸出端1腳連接，鎖相環(14)輸入端2腳 串接電阻R4後與10MHz參考源(8)輸出端2腳連接；混頻器(15) 輸出端3腳串接電容C9後與單刀三擲開關電路(19)輸入端2腳連 接，混頻器(15)輸入端2腳與鎖相環(16)輸出端l腳連接，鎖相 環(16)輸入端2腳串接電阻R5後與10MHz參考源(8)輸出端2腳 連接；混頻器(17)輸出端3串接電容C10後與單刀三擲開關電路(19) 輸入端3腳連接，混頻器(17)輸入端2腳與鎖相環(18)輸出端l 腳連接，鎖相環(18)輸入端2腳串接電阻R6後與10MHz參考源(8) 輸出端2腳連接；單刀三擲開關電路(19)輸出端4腳串接電容C11後與上變頻模塊(6)輸入埠 1連接，混頻器(13)、 (15)、 (17)各入端7腳與地端並接，鎖相環(14)、 (16)、 (18)、單刀三擲開關 電路(12)、 (19)各入端6腳分別與直流電源(9)出埠 2出端+V2 電壓端並接、各入端7腳與地端並接。
專利摘要本實用新型公開了一種微波寬帶跳頻頻率合成器，它涉及無線通信領域中的微波信道本振源的頻率合成器。它由監控單元、轉控單元、鎖相環、DDS模塊、拓頻模塊、上變頻模塊、放大器、10MHz參考源、以及電源組成。它可通過遠控接口進行遠端跳頻頻率控制，也可通過按鍵進行頻率設置；內部主要由DDS模塊、拓頻模塊及上變頻模塊等實現頻率合成目的。該實用新型具有輸出頻率範圍寬、跳頻速度快、輸出雜散低、頻率步進小、集成化程度高、性能穩定可靠、體積小、重量輕、功耗低、結構簡單的特點，能夠在惡劣環境下正常工作，特別適用作為跳頻通信微波信道設備的本振源。
文檔編號H04B1/713GK201114060SQ20072010265
公開日2008年9月10日 申請日期2007年9月28日 優先權日2007年9月28日
發明者陽 寇, 楊志國 申請人:中國電子科技集團公司第五十四研究所