专利名称：航天测控x频段小步进频率综合器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种航天测控X频段小步进频率综合器，特别适用于在对信号质量要求较高的航天测控系统中作频率综合器装置。
背景技术：
目前，由于航天测控领域在X频段的频谱资源非常有限，并且对信号频谱特性有较高要求，如果采用频率分辨率较低、信号质量差的频率综合器装置为射频信道提供本振信号，必将造成频谱资源的严重浪费，同时也无法满足航天测控技术领域的使用要求。
实用新型内容本实用新型的目的在于避免上述背景技术中的不足之处而提供一种具有频率步进小、相位噪声低和杂散信号小的航天测控X频段小步进频率综合器，本实用新型还具有性能稳定可靠、操作简便和体积重量小等特点。本实用新型是这样实现的它包括DDS单元101、DDS上变频器102、变频单元103、 参考源分路器104、监控电路105、键盘106和显示屏107，其中DDS单元101入端口 1通过数据线与监控电路105出端口 1连接，接收监控控制数据，出端口 3与DDS上变频器102入端口 1连接，送出上变频中频信号；DDS上变频器102出端口 2与变频单元103入端口 1连接送出上变频二中频信号；变频单元103入端口 3通过数据线与监控电路105出端口 2连接，接收监控控制数据，出端口 4与合成频率输出端口 B连接，输出最终射频频率；参考源分路器104入端口 1与参考信号输入端口 A连接，输入外部参考信号，出端口 2与DDS单元 101的入端口 2连接，输出DDS时钟参考信号，出端口 3与DDS上变频器102的入端口 3连接，输出一本振参考信号，出端口 4与变频单元103的入端口 2连接，输出二本振参考信号； 监控电路105出入端口 5与远程监控接口 A连接，进行监控数据交换；键盘106出端口 1通过数据线与监控电路105入端口 3连接，输出键盘信息；显示屏107入端口 1通过数据线与监控电路105出端口 4连接，接收显示信息。本实用新型的目的还可以通过以下措施达到本实用新型DDS单元101包括参考锁相环210、DDS电路211、第一放大器212，其中参考锁相环210的入端口 1脚与参考源分路器104出端口 2脚连接，接收DDS时钟参考信号，出端口 2脚与DDS电路211入端口 1脚连接，送出DDS时钟信号；DDS电路211入端口 2脚与监控电路105出端口 1脚连接，接收DDS频率控制信息，出端口 3脚与第一放大器 212入端口 1脚连接，输出DDS信号；第一放大器212出端口 2脚与DDS上变频器102入端口 1脚连接，输出上变频器一中频。本实用新型DDS上变频器102包括本振313、DDS混频器314、第二放大器315、第一滤波器316，其中本振313出端口 2脚与DDS混频器314入端口 3脚连接，输出一混频本振信号，入端口 1脚与参考源分路器104出端口 3脚连接，输入一本振参考信号；DDS混频器314出端口 2脚与第二放大器315入端口 1脚连接，输出射频信号，入端口 1脚与DDS单元101出端口 3脚连接，输入中频信号；第二放大器315出端口 2脚与第一滤波器316入端口 1脚连接，输出射频信号；第一滤波器316出端口 2脚与混频单元103入端口 1脚连接，
输出二中频信号。本实用新型混频单元103包括监控417、分路器418、L频段本振419、C频段本振 420、L频段混频器421、第二滤波器422、X频段混频器423、第三滤波器424，其中监控417 的入端口 1脚与监控电路105的出端口 2脚连接，接收频率控制信息，出端口 2脚与L频段本振419的入端口 2脚连接，输出频率控制信息，出端口 3脚与C频段本振420的入端口 2 脚连接，输出频率控制信息；分路器418的入端口 1脚与参考源分路器104的出端口 4脚连接，输入参考信号，出端口 2脚与C频段本振420的入端口 3脚连接，输出C频段本振参考信号，出端口 3脚与L频段本振419的入端口 3脚连接，输出L频段本振参考信号；L频段混频器421的入端口 1脚与DDS上变频器102的出端口 2脚连接，输入二中频信号，入端口 2脚与L频段本振419的出端口 1脚连接，输入本振信号，出端口 3脚与第二滤波器422的入端口 1脚连接，输出三中频信号；X频段混频器423的入端口 1脚与第二滤波器422的出端口 2脚连接，输入三中频信号，入端口 2脚与C频段本振420的出端口 1脚连接，输入本振信号，出端口 3脚与第三滤波器424的入端口 1脚连接，输出射频信号；第三滤波器似4 的出端口 2脚与合成频率输出端口 B连接，输出最终射频信号。本实用新型与背景技术相比有如下优点1.本实用新型在X频段IOOMHz频率范围内，频率步进可达到1Hz，实现了小步进、 高分辨率的性能指标。2.本实用新型利用DDS与PLL相结合的频率合成方法，有效抑制杂散信号的同时， 保证了输出信号具有低相位噪声。3.本实用新型具有体积重量小、结构紧凑、操作简便、性能稳定可靠等优点。
图1是本实用新型的电原理方框图。图2是本实用新型DDS单元101的电原理图。图3是本实用新型DDS上变频器102的电原理图。图4是本实用新型混频单元103的电原理图。
具体实施方式
参照图1至图4。本实用新型由DDS单元101、DDS上变频器102、变频单元103、参考源分路器104、监控电路105、键盘106和显示屏107组成。图1是本实用新型的原理方框图，实施例按图1连接线路。其中DDS单元101入端口 1通过数据线与监控电路105出端口 1连接，变频单元103入端口 3通过数据线与监控电路105出端口 2连接，由监控电路 105实施对工作状态的监测和控制，键盘106出端口 1通过数据线与监控电路105入端口 3 连接，通过键盘106的按键操作修改和监测本机的状态，并通过与监控电路105出端口 4连接的显示屏107进行实时地显示检测结果。实施例监控电路105采用市售专用CPU集成电路ATMEGA128L制作。实施例键盘106采用市售4X4按键制作。实施例显示屏107采用市售WDG0006-YYH-#02显示屏制作。[0018]本实用新型DDS单元101的作用是产生步进为IHz的小步进信号，它包括参考锁相环210、DDS电路211、第一放大器212，图2是本实用新型DDS单元101电原理图，实施例按图2连接线路。参考锁相环210的作用是为DDS电路211产生参考源信号，实施例参考锁相环210采用市售集成电路ADF4002BRU制作。监控电路105控制DDS电路211输出步进为IHz的小步进信号，实施例DDS电路211采用市售集成电路AD9912制作。第一放大器212作用将DDS电路211的输出信号进行放大，实施例第一放大器212采用集成芯片 ERA-3SM 制作。本实用新型DDS上变频器102的作用是完成频率合成的第一次变频，并提供所需本振信号，它包括本振313、DDS混频器314、第二放大器315、第一滤波器316，图3是本实用新型DDS上变频器102电原理图，实施例按图3连接线路。本振313的作用是为DDS混频器314提供本振信号，实施例本振313采用市售集成电路ADF4002BRU制作。DDS单元101 产生的信号与本振313产生的本振信号由DDS混频器314进行上变频，输出信号经第二放大器315、第一滤波器316进行放大滤波输出，实施例DDS混频器314采用市售SYM30DLHW 集成电路制作，实施例第二放大器315采用市售集成芯片ERA-3SM制作，实施例第一滤波器 316采用定制滤波器模块6MB/C-235/U10-S5器件制作。本实用新型混频单元103的作用是完成频率合成的第二次变频和第二次变频，并提供两次变频所需本振信号，它监控417、分路器418、L频段本振419、C频段本振420、L频段混频器421、第二滤波器422、X频段混频器423、第三滤波器424，图4是本实用新型混频单元103电原理图，实施例按图3连接线路。DDS上变频器102输出的信号首先送入L频段混频器421，与L频段本振419产生的本振信号进行二次变频，混频后的信号送入第二滤波器422滤波，之后送入X频段混频器423与C频段本振420产生的本振信号再次进行三次变频，输出的信号再经第三滤波器似4滤波由输出端口 B输出。实施例监控417采用市售专用CPU集成电路C8051F300制作。实施例分路器418采用分路器模块GFH-4-3制作。实施例L频段本振419和C频段本振420都采用市售集成电路ADF4107BRU制作。实施例L 频段混频器421采用市售集成电路ADE-18W+制作。实施例第二滤波器422采用定制滤波器模块4SMT4-2080-U110-3制作。实施例X频段混频器423采用市售集成电路MC4510制作。实施例第三滤波器422采用定制滤波器模块3FS10-7730/U120-P/P制作。本实用新型参考源分路器104的作用是将外部提供的一路IOMHz参考信号进行分路放大，分成若干路输出，分别为DDS单元101、DDS上变频器102、混频单元103提供IOMHz 参考信号。实施例参考源分路器104采用集成分路器模块GFSH8制作。本实用新型简要工作原理如下DDS单元101输出小步进信号，经过DDS上变频器 102和混频单元103进行三次变频后，实现了在X频段上的小步进频率合成，合成信号的频率通过监控电路设置DDS单元101输出信号的频率和混频单元103本振信号的频率进行改变。本实用新型的安装结构如下整机采用标准2U机箱，机箱内部各个部件采用模块化设计，均使用独立的屏蔽盒体结构，有效避免电磁信号之间的互相干扰；本实用新型的特征模块通过安装件组合在一起，体积大大减小；机箱外形尺寸为480毫米X 80毫米X 410 毫米，机箱两侧可以安装滑动导轨，机箱前面板安装有键盘106和显示屏107，机箱后部安装有电源插座、远程监控接口 A插座、合成频率输出端口 B插座以及参考信号输入端口 C插座，组装成本实用新型。
权利要求1.一种航天测控X频段小步进频率综合器，包括参考源分路器(104)、监控电路(105)、 键盘(106)和显示屏(107)，其特征在于还包括DDS单元(101)、DDS上变频器(102)和变频单元(103)，其中DDS单元(101)入端口 1通过数据线与监控电路(105)出端口 1连接， 接收监控控制数据，出端口 3与DDS上变频器(10 入端口 1连接，送出上变频中频信号； DDS上变频器(102)出端口 2与变频单元(103)入端口 1连接送出上变频二中频信号；变频单元(10 入端口 3通过数据线与监控电路(10 出端口 2连接，接收监控控制数据，出端口 4与合成频率输出端口 B连接，输出最终射频频率；参考源分路器(104)入端口 1与参考信号输入端口 A连接，输入外部参考信号，出端口 2与DDS单元(101)的入端口 2连接， 输出DDS时钟参考信号，出端口 3与DDS上变频器(102)的入端口 3连接，输出一本振参考信号，出端口 4与变频单元(103)的入端口 2连接，输出二本振参考信号；监控电路(105) 出入端口 5与远程监控接口 A连接，进行监控数据交换；键盘(106)出端口 1通过数据线与监控电路(105)入端口 3连接，输出键盘信息；显示屏(107)入端口 1通过数据线与监控电路(105)出端口 4连接，接收显示信息。
2.根据权利要求书1所述的航天测控X频段小步进频率综合器，其特征在于所述的 DDS单元(101)包括参考锁相环Q10)、DDS电路011)、第一放大器012)，其中参考锁相环 (210)的入端口 1脚与参考源分路器(104)出端口 2脚连接，接收DDS时钟参考信号，出端口 2脚与DDS电路011)入端口 1脚连接，送出DDS时钟信号；DDS电路Qll)入端口 2脚与监控电路(105)出端口 1脚连接，接收DDS频率控制信息，出端口 3脚与第一放大器(212) 入端口 1脚连接，输出DDS信号；第一放大器012)出端口 2脚与DDS上变频器(10 入端口 1脚连接，输出上变频器一中频。
3.根据权利要求书1所述的航天测控X频段小步进频率综合器，其特征在于所述的DDS上变频器(10 包括本振(31 、DDS混频器(314)、第二放大器(31 、第一滤波器 (316)，其中本振(313)出端口 2脚与DDS混频器(314)入端口 3脚连接，输出一混频本振信号，入端口 1脚与参考源分路器(104)出端口 3脚连接，输入一本振参考信号；DDS混频器(314)出端口 2脚与第二放大器(31 入端口 1脚连接，输出射频信号，入端口 1脚与 DDS单元(101)出端口 3脚连接，输入中频信号；第二放大器(315)出端口 2脚与第一滤波器(316)入端口 1脚连接，输出射频信号；第一滤波器(316)出端口 2脚与混频单元(103) 入端口 1脚连接，输出二中频信号。
4.根据权利要求书1所述的航天测控X频段小步进频率综合器，其特征在于所述的混频单元(103)包括监控(417)、分路器(418)丄频段本振(419)丄频段本振(420)、L频段混频器G21)、第二滤波器022)、X频段混频器023)、第三滤波器GM)，其中监控(417) 的入端口 1脚与监控电路(105)的出端口 2脚连接，接收频率控制信息，出端口 2脚与L频段本振G19)的入端口 2脚连接，输出频率控制信息，出端口 3脚与C频段本振020)的入端口 2脚连接，输出频率控制信息；分路器018)的入端口 1脚与参考源分路器(104)的出端口 4脚连接，输入参考信号，出端口 2脚与C频段本振020)的入端口 3脚连接，输出 C频段本振参考信号，出端口 3脚与L频段本振019)的入端口 3脚连接，输出L频段本振参考信号；L频段混频器021)的入端口 1脚与DDS上变频器(102)的出端口 2脚连接，输入二中频信号，入端口 2脚与L频段本振019)的出端口 1脚连接，输入本振信号，出端口 3脚与第二滤波器G22)的入端口 1脚连接，输出三中频信号；X频段混频器G23)的入端口 1脚与第二滤波器G22)的出端口 2脚连接，输入三中频信号，入端口 2脚与C频段本振G20)的出端口 1脚连接，输入本振信号，出端口 3脚与第三滤波器(424)的入端口 1脚连接，输出射频信号；第三滤波器GM)的出端口 2脚与合成频率输出端口 B连接，输出最终射频信号。
专利摘要本实用新型公开了一种航天测控X频段小步进频率综合器，它涉及航天测控领域射频信道中的频率综合器装置。它由DDS单元、DDS上变频器、变频单元、参考源分路器、监控电路、键盘和显示屏等部分组成。它利用DDS与PLL相结合的频率合成技术，通过DDS输出小步进信号，再与多个锁相环路进行三次变频后，实现了在X频段上的小步进频率合成，合成信号的频率通过监控电路设置DDS单元输出信号的频率和锁相环路输出信号的频率进行改变。本实用新型具有频率步进小、相位噪声低和杂散信号小等特点，同时还具有性能稳定可靠、操作简便和体积重量小等特点，特别适用于信号质量要求较高的航天测控系统中作频率综合器装置。
文档编号H03L7/18GK202334495SQ20112048255
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月28日 优先权日2011年11月28日
发明者于树全, 吴景宇, 宋亮, 张彦峰 申请人:中国电子科技集团公司第五十四研究所