一种用于宽带雷达校准的梳状谱频率源制造技术

本发明专利技术是一种用于宽带雷达校准的梳状谱频率源，包括晶体振动器；还包括锁相环、梳状谱发生器、带均衡功能的低通滤波器、混频器、带均衡功能的带通滤波器；所述的晶体振动器的输出分成两路信号；第一路经锁相环后输入到混频器的一个输入中；第二路经过梳状谱发生器后，进入到带均衡功能的低通滤波器滤波后输入到混频器的另一个输入中；混频器进行混频后通过带均衡功能的带通滤波器输出。本发明专利技术采用阶跃恢复二极管(SRD)倍频器实现宽带的梳状谱，再与锁相环混频实现高频段的扫频频率源。锁相环混频实现高频段的扫频频率源。锁相环混频实现高频段的扫频频率源。

【技术实现步骤摘要】
一种用于宽带雷达校准的梳状谱频率源


[0001]本专利技术涉及频率领域，特别是一种用于宽带雷达校准的梳状谱频率源。

技术介绍

[0002]当前，相控阵雷达、MIMO通信以及深空通信领域中应用的相干干涉接收机等射频系统，均采用多路射频收发机(TR组件)共同工作，通过调整各路TR组件的幅度和相位，实现天线波束指向的精确调控。TR组件的幅相一致性和稳定性对于依赖于幅度和相位进行测向和定位的多通道射频系统是至关重要的，如果各个TR单元的幅相一致性不均或稳定性较差，那么会导致系统多通道合成的效果变差，具体表现为波束指向偏移、增益降低、出现大幅度旁瓣、发射机的有效辐射功率降低、接收机的灵敏度降低等现象，整个系统的性能会大打折扣。
[0003]TR组件的幅相一致性可通过出厂校准获得幅相的误差数据，使用时扣除误差数据，即可得到幅相一致的多通道TR组件。但这种方法对于改善系统使用中因环境因素和老化而产生的幅相误差是无能为力的。为了改善和消除使用中所产生的动态幅相误差，一个主流方法是对TR组件进行在线校准，即将校准信号源(初始幅相已知)注入TR组件，由TR组件后端检测电路计算各通道的幅相，扣除校准信号源的初始幅相，从而得到当前各个TR的在线幅相误差数据。进一步的，还可将校准信号源与多通道TR组件系统集成在一起，TR组件的在线校准也可通过微控制器和软件制成标准流程，从而使TR的校准形成在线、自动化、实时的标准操作，在任何时间，只要有校准需求，即可方便的实现快速、精确的校准。
[0004]校准信号源是在线实时校准TR组件的核心设备。常规的校准源采用锁相环实现，但锁相环每个时刻只能输出一个频率点，对于宽带射频系统的校准来说，需要用锁相环逐一锁定带内各个频点，由于锁相环频率锁定需要一定时间，多频点的逐一锁定耗时较长，使得系统的校准较慢。为了加快频率锁定的速度，一种方法是采用直接数字合成(DDS)。DDS具有捷变频的优点，频率锁定时间为纳秒量级，满足系统快速校准的要求。但DDS输出频率较低，输出带宽较窄。将DDS的输出信号倍频可以扩展频带宽度，与锁相环混频可实现频率提升，从而实现高频段的扫频频率源。但这样的频率源电路复杂，器件多，占用电路面积大，可靠性差。产生宽带扫频源的第三种方式是采用梳状谱发射器，利用阶跃恢复二极管(SRD)倍频器实现宽带的梳状谱输出，再与锁相环混频实现频率提升。但SRD倍频器的输出频谱包络具有天然的衰减曲线，低频功率较高，而高频功率较低，高次谱线的功率比低次谱线的功率低20dB以上，这对于TR组件的幅相校准准确度是不利的。
[0005]目前，多通道接收机设计中，校准源已成为标准化模块。例如，某电子新技术有限公司的点频校正源SS04，实现了0.1～3600MHz的输出频率覆盖，调谐分辨率为1kHz。某研究所研发了步进为500KHz的梳状谱发射器，并利用混频器实现了宽带调谐的梳状频谱校正源。另外某公司开发的SG9302能够实现100MHz～12GHz的宽带覆盖，频谱间隔为100MHz。另外还有某公司生产的梳状信号发生器(CGE01),覆盖频率范围50MHz～18GHz、步长为50MHz或80MHz。
[0006]目前，频率源具有如下不足：
[0007]锁相环的锁定时间为毫秒量级，对大带宽TR组件进行幅相校准，需要锁相环分时锁定至多个离散频率点，达到覆盖宽频段的能力，但这个过程耗时较长，不利于系统的快速校准。

技术实现思路

[0008]本专利技术针对目前频率源的上述不足，提供一种用于宽带雷达校准的梳状谱频率源。
[0009]本专利技术为实现其技术目的所采用的技术方案是：一种用于宽带雷达校准的梳状谱频率源，包括晶体振动器；还包括锁相环、梳状谱发生器、带均衡功能的低通滤波器、混频器、带均衡功能的带通滤波器；
[0010]所述的晶体振动器的输出分成两路信号；
[0011]第一路经锁相环后输入到混频器的一个输入中；
[0012]第二路经过梳状谱发生器后，进入到带均衡功能的低通滤波器滤波后输入到混频器的另一个输入中；
[0013]混频器进行混频后通过带均衡功能的带通滤波器输出。
[0014]进一步的，上述的用于宽带雷达校准的梳状谱频率源中：所述的梳状谱发生器包括依次连接的馈电电路、匹配电路和SRD二极管驱动电路；
[0015]所述的馈电电路包括电感RFC、电容C1，工作电源经电感RFC串联电容C1，基波从电感RFC和电容C1之间注入；
[0016]所述的匹配电路包括电感L1和电容C2；从馈电电路馈入的射频信号通过电感L1串联电容C2，匹配输出从电感L1和电容C2相连处输出；
[0017]所述的SRD二极管驱动电路(123)包括电感L和阶跃恢复二极管；匹配电路的输出经电感L后接阶跃恢复二极管的阳极；
[0018]电容C1、电容C2的另一端与阶跃恢复二极管相连。
[0019]进一步的，上述的用于宽带雷达校准的梳状谱频率源中：所述的带均衡功能的低通滤波器由电容开关阵列和LC低通滤波器组成；所述的电子开关阵列由场效应管实现，数字信号控制电子开关的导通与否。
[0020]进一步的，上述的用于宽带雷达校准的梳状谱频率源中：所述的带有均衡功能的带通滤波器主体为腔体滤波器，每个谐振器通过弱耦合耦合电容将信号引出，接入微带谐振器。
[0021]进一步的，上述的用于宽带雷达校准的梳状谱频率源中：所述的腔体滤波器的频段为15.6～17.6GHz。
[0022]进一步的，上述的用于宽带雷达校准的梳状谱频率源中：所述的微带谐振器的谐振频率设置在15～16GHz之间，每个微带谐振器末端接吸收电阻。
[0023]本专利技术采用阶跃恢复二极管(SRD)倍频器实现宽带的梳状谱，再与锁相环混频实现高频段的扫频频率源。由于锁相环作为本振，工作在固定频点，因此可不计锁相环的锁定时间，另外梳状谱发生器一次性输出全部频谱，也不存在扫频时间，因此可实现快速TR组件校准。本专利技术电路简单，只包含锁相环电路和梳状谱发射器电路两部分，使用器件少，电路
占用面积小，对于电路的小型化和可靠性提升较为有利。
[0024]梳状谱发生器具有天然的衰减包络曲线，功率谱幅度随着频率升高逐渐降低。为了提高梳状谱的功率平坦度，本专利技术在低频段插入带有均衡功能的低通滤波器，并在高频段插入带有均衡功能的带通滤波器，在滤波的同时，对梳状谱的功率大小进行反向调整，将功率较高的频谱加以适当的衰减，功率较低的谱线仅施加较小的衰减，从而拉平梳状谱的包络，使得梳状谱在各个频率的输出功率保持平坦。
[0025]为了增加电路调控的灵活度，在低通滤波器插入了电可调配置，利用数控的电子开关实现电容阵列的选择和加载，从而使均衡低通滤波器能够实现多种不同的均衡器幅频曲线。
[0026]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细地说明。
附图说明
[0027]附图1为宽带雷达收发组件的自校准电路示意图；
[0028]附图2为本专利技术实施例1用于宽带雷达校准的梳状谱频本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于宽带雷达校准的梳状谱频率源，包括晶体振动器(10)；其特征在于：还包括锁相环(11)、梳状谱发生器(12)、带均衡功能的低通滤波器(13)、混频器(14)、带均衡功能的带通滤波器(15)；所述的晶体振动器(10)的输出分成两路信号；第一路经锁相环(11)后输入到混频器(14)的一个输入中；第二路经过梳状谱发生器后，进入到带均衡功能的低通滤波器(13)滤波后输入到混频器(14)的另一个输入中；混频器(14)进行混频后通过带均衡功能的带通滤波器(15)输出。2.根据权利要求1所述的用于宽带雷达校准的梳状谱频率源，其特征在于：所述的梳状谱发生器(12)包括依次连接的馈电电路(121)、匹配电路(122)和SRD二极管驱动电路(123)；所述的馈电电路(121)包括电感RFC、电容C1，工作电源经电感RFC串联电容C1，基波从电感RFC和电容C1之间注入；所述的匹配电路(122)包括电感L1和电容C2；从馈电电路(121)馈入的射频信号通过电感L1串联电容C2，匹配输出从电感L1和电容C2相连处输出；所述的SRD二极管驱动电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：卜景鹏，官国阳，王鑫涛，严方勇，
申请(专利权)人：广东圣大电子有限公司，
类型：发明
国别省市：