利用DDS、倍频和频谱分段扩展线性调频带宽的电路的制作方法

本实用新型涉及线性调频带宽扩展技术领域，具体涉及利用dds、倍频和频谱分段扩展线性调频带宽的电路。

背景技术：

线性调频，是用来频率随时间线性增大/减小的信号调整的方式，通常通过dds(直接数字式频率合成器)实现。与传统的频率合成器相比，dds具有低成本、低功耗、高分辨率和快速转换时间等优点，广泛使用在电信与电子仪器领域，是实现设备全数字化的一个关键技术。但由于dds输出谐波和折叠杂散丰富，限制了线性调频带宽，以ad9914为例，杂散水平小于-50dbc的线性调频带宽不大于500mhz。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术，提供了一种利用dds、倍频和频谱分段扩展线性调频带宽的电路。

本实用新型通过下述技术方案实现：所述利用dds、倍频和频谱分段扩展线性调频带宽的电路，包括dds、三个频谱分段模块和两个倍频模块；所述dds的输出端与一个频谱分段模块的输入端连接；所述三个频谱分段模块和两个倍频模块交替串联。

上述技术方案采用两个倍频模块扩展dds输出的线性调频带宽，并通过频谱分段模块对dds输出的线性调频带宽和频谱分段模块输出的频谱进行分段，控制其杂散电平。

进一步地，所述频谱分段模块包括分段开关、两路并联的滤波模块和分别与两路滤波模块电性连接的合路开关；所述分段开关将输入的频谱分为两段，所述合路开关输出分段滤波后的频谱。

所述分段开关和合路开关均为单刀双掷开关。分段开关将输入的频谱分为两段，分别通过两路滤波模块分段对全频段进行滤波，使输出的频谱满足杂散需求。

进一步地，所述滤波模块包括了串联的滤波器和π型衰减电路，所述π型衰减电路包括第一电阻、第二电阻和第三电阻；所述第二电阻和第三电阻的一端均接地，另一端分别连接在第一电阻的两端；所述第一电阻的一端与滤波器的输出端电性连接，另一端与合路开关的输入端连接；所述滤波器的输入端与分段开关的输出端连接。

所述滤波器和π型衰减电路串联，实现更好的滤波效果。

进一步地，所述滤波器与分段开关之间还设置有过滤电容，所述过滤电容采用1μf，以过滤电路中直流信号。

进一步地，所述倍频模块包括串联的放大器和二倍频器，所述放大器的输入端与上一个频谱分段模块电性连接，二倍频器的输出端与下一个频谱分段模块电性连接。

频谱分段模块输出的频谱通过放大器放大后再通过二倍频器扩展，使输出的带宽扩展至所需的带宽。

进一步地，所述放大器与上一个频谱分段模块之间、放大器与二倍频器之间、二倍频器与下一个频谱分段模块之间均设置有过滤电容。

进一步地，所述频谱分段模块和倍频模块均连接有5v的电源电路模块。

进一步地，所述dds外接有fpga控制器，所述fpga同步控制三个频谱分段模块中的开关。每个频谱分段模块中均设置有两个单刀双掷开关，fpga同步控制三对单刀双掷开关，实现调频的同步切换频谱，使最终输出带宽的线性调频杂散电平小于-50dbc。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本实用新型所提供的利用dds、倍频和频谱分段扩展线性调频带宽的电路，通过倍频扩展dds输出的频谱，最终输出1000mhz线性调频带宽，同时通过频谱分段模块将dds和两次二倍频输出的频谱分为两段。

(2)本实用新型所提供的利用dds、倍频和频谱分段扩展线性调频带宽的电路通过fpga同步控制3对单刀双掷开关，在调频的同时切换频谱，最终使1000mhz带宽的线性调频杂散电平小于-50dbc。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的dds引脚连接示意图；

图3为本实用新型的频谱分段模块和倍频模块电路图；

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

在本实用新型的下述实施例中，所述dds型号为ad9914，dds输出250mhz线性调频带宽(325mhz～575mhz)；所述二倍频器的型号为：syk-2-33+；放大器的型号为：era-33m+；分段开关和合路开关均采用型号为hmc349的单刀双掷开关。

实施例1

如图1～3所示，利用dds、倍频和频谱分段扩展线性调频带宽的电路，包括dds、三个频谱分段模块和两个倍频模块；所述dds的输出端与一个频谱分段模块的输入端连接；所述三个频谱分段模块和两个倍频模块交替串联。

所述频谱分段模块包括分段开关、两路并联的滤波模块和分别与两路滤波模块电性连接的合路开关；所述分段开关将输入的频谱分为两段，所述合路开关输出分段滤波后的频谱。

所述倍频模块包括串联的放大器和二倍频器，所述放大器的输入端与上一个频谱分段模块电性连接，二倍频器的输出端与下一个频谱分段模块电性连接。

所述频谱分段模块和倍频模块均连接有5v的电源电路模块。

三个所述频谱分段模块分别为第一级频谱分段模块、第二级频谱分段模块、第三级频谱分段模块；两个所述倍频模块分别为第一级倍频模块和第二级倍频模块。

所述第一级频谱分段模块与dds的输出端电性连接，第一级频谱分段模块中的分段开关将dds输出的频谱分为：325mhz～427.5mhz、425mhz～575mhz两段，再经过第一级频谱分段模块中的滤波模块分别滤波后合路，再输出至第一级倍频模块，通过第一级倍频模块中的放大器放大后，再通过第一倍频模块中的二倍频器将线性调频频谱扩展到500mhz带宽(650mhz～1150mhz)；

第一级倍频模块输出的频谱通过第二级频谱分段开关中分为650mhz～855mhz、850mhz～1150mhz两段，再经过第二级频谱分段模块中的滤波模块分别滤波后合路，再输出至第二级倍频模块，通过第二级倍频模块中的放大器放大后，再通过第二倍频模块中的二倍频器将线性调频频谱扩展到1000mhz带宽(1300mhz～2300mhz)；

第二级倍频模块输出的频谱通过第三级频谱分段开关中分为1300mhz～1710mhz、1700mhz～2300mhz两段，再经过第三级频谱分段模块中的滤波模块分别滤波后合路输出，得到线性调频带宽为1000mhz的输出信号。

实施例2

作为优选的实施方案，所述滤波模块包括了串联的滤波器和π型衰减电路，所述π型衰减电路包括第一电阻、第二电阻和第三电阻；所述第二电阻和第三电阻的一端均接地，另一端分别连接在第一电阻的两端；所述第一电阻的一端与滤波器的输出端电性连接，另一端与合路开关的输入端连接；所述滤波器的输入端与分段开关的输出端连接。

所述滤波器和π型衰减电路串联，实现更好的滤波效果。

所述滤波器与分段开关之间还设置有过滤电容，所述过滤电容采用1μf，以过滤电路中直流信号。

优选地，所述放大器与上一个频谱分段模块之间、放大器与二倍频器之间、二倍频器与下一个频谱分段模块之间均设置有过滤电容。

本实施例中其他部分与实施例1基本相同，故不再一一赘述。

实施例3

作为优选的实施方案，所述dds外接有fpga控制器，所述fpga同步控制三个频谱分段模块中的开关。每个频谱分段模块中均设置有两个单刀双掷开关，fpga同步控制三对单刀双掷开关，实现调频的同步切换频谱，使最终输出带宽的线性调频杂散电平小于-50dbc。

fpga同时控制dds和三个频谱分段模块是根据线性调频频率和时间计算切换频谱的时间点，dds累加器调频到高、低频段滤波器重叠区域(频谱分段模块分为的两段频谱的频率重叠区域)时fpga适时控制开关，实现频谱搬迁，有效抑制谐波杂散。

dds的线性调频功能是通过32位累加器实现的，累加器以dds时钟fsysclk的24分频工作，调频时间步进为其中p为累加器的值，由fpga填写相关的寄存器设置。dds的线性调频的频率步进为其中m是由fpga填写的相关寄存器值。

由时频关系可知，调频频率(f)、调频时间(t)、频率步进(δf)和时间步进(δf)之间的关系为由此可知，从初始频点开始调频，同时计时，时间t与频率f之间存在一一对应的映射关系，因此，频域上明确切换频谱的频率点，时域上也可以确定切换的时间点。

以倍频后最终输出带宽1000mhz(1300mhz～2300mhz)、脉宽100us为例，dds以最高时钟3500mhz工作，由电路原理可知，最佳切换频点为426.25mhz，dds以325mhz为初始频点，调频至575mhz，完成一次线性调频功能。以最小时间步进调频，p设置为1，调频时间步进频率步进从初始频点325mhz调频至切换频点426.25mhz的频率f＝426.25mhz-325mhz＝101.25mhz，由此计算频谱切换的时间由计算结果可知，fpga设置一个40.5us的计数器，开始调频时启动计数器，计数满时控制开关切换频谱，倍频后的两级开关同步切换。

本实施例中其他部分与实施例1或2基本相同，故不再一一赘述。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。