一种提高频率稳定度的低杂散信号源产生方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于雷达系统技术领域，应用于雷达频率合成器的设计中，具体为利用锁 相技术将恒温压控晶体振荡器同步到铯原子钟的工作频率上，并结合低杂散设计技术，产 生一种兼具高长期频率稳定度和高短期频率稳定度的低杂散信号源的产生方法及装置。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着超低空飞行技术、隐身技术、综合电子干扰技术和反福射导弹技术的 迅速发展，对雷达频率合成器的性能指标也提出了更高的要求，特别在双基地雷达系统 中，由于发射和接收天线分置且相距较远，要求收发站雷达和接收站雷达解决时间、频率和 空间同步的技术难题。
[0003]本发明通过产生一种兼具高长期频率稳定度和高短期频率稳定度的低杂散信号 源的装置，可以解决双基地雷达收发两站频率的高精度同步问题，避免了传统双基地雷达 收发两站间的直接同步信号传输链路，提高了雷达的战术机动性能，而且保证了系统在地 杂波改善因子方面对频率源短期稳定度的要求。
[0004]本发明还可以继续推广到具有组网工作能力的新型双基地炮位侦校雷达上以及 要求兼具高长期稳定度和高短期稳定度的低杂散信号源的使用上。
【发明内容】
[0005]要解决的技术问题
[0006]为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种提高频率稳定度的低杂散信号源 产生方法及装置。
[0007] 技术方案
[0008]一种提高频率稳定度的低杂散信号源产生方法，其特征在于步骤如下：
[0009] 步骤1 :将铯原子钟的输出频率f铯进行N次倍频后，使输出频率f铯搬移到恒温 晶压控体振荡器的输出频率Nf铯；
[0010] 步骤2 :将输出频率Nf铯送给锁相环电路中的鉴相器作为输入信号，利用锁相环 电路将恒温压控晶体振荡器的输出频率f?晶同步到铯原子钟的工作频率f?铯上，输出信号 foutl;
[0011] 步骤3 :输出信号foutl依次通过窄带晶体滤波器、放大器、窄带晶体滤波器后，输 出兼具高长期稳定度和高短期稳定度的低杂散信号fout。
[0012] 一种实现权利要求1的低杂散信号源产生方法的装置，其特征在于包括铯原子 钟、倍频器、鉴相器、环路滤波器、恒温压控晶体振荡器、功分器、窄带滤波器和放大器；铯原 子钟的输出信号端口与倍频器的输入端口相连，倍频器的输出信号端口经过滤波器后与鉴 相器的参考输入端口 1相连，鉴相器的输出端口与环路滤波器的输入端口相连，环路滤波 器的输出端口与恒温压控晶体振荡器的压控输入端相连，恒温压控晶体振荡器的输出端经 过一分二功分器，一路输出通过放大器与鉴相器的输入端口 2相连，另一路输出与窄带滤 波器相连，经过放大器、窄带滤波器后，输出兼具高长期稳定度和高短期稳定度的低杂散信 号fouto
[0013] 所述的铯原子钟为瑞士 0SCILL0QUARTZ公司生产的铯原子频率标准5585B。
[0014] 所述的鉴相器为双平衡混频器。
[0015] 所述的窄带滤波器为晶体滤波器。
[0016] 有益效果
[0017] 本发明提出的一种提高频率稳定度的低杂散信号源产生方法及装置，不仅提高了 频率稳定度，而且采用低杂散设计技术降低了信号的输出杂散。
【附图说明】
[0018] 图1本发明装置图
[0019] 图2铯钟输出信号10倍频后输出相位噪声曲线
[0020] 图3高频率稳定度低杂散信号源输出信号相位噪声曲线
【具体实施方式】
[0021] 现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
[0022] 具体技术方案如下：
[0023] 一种提高频率稳定度的低杂散信号源产生方法，步骤如下：
[0024] 步骤1 :将铯原子钟的输出频率f铯进行N次倍频后，使输出频率搬移到恒温晶体 振荡器的输出频率，输出频率为Nf铯。
[0025] 步骤2 :将步骤1产生的输出频率Nf铯送给锁相环路中的鉴相器作为输入信号， 利用锁相环电路将恒温晶体振荡器的输出频率f?晶同步到铯原子钟的工作频率f?铯上，使 输出信号foutl既具有恒温晶体振荡器的优异短期稳定度指标，又能达到铯原子钟的高长 期稳定度指标。
[0026] 步骤3 :将步骤2产生的输出信号foutl，依次通过窄带晶体滤波器、放大器、窄带 晶体滤波器后，输出兼具高长期稳定度和高短期稳定度的低杂散信号fout。
[0027] 这种兼具高长期频率稳定度和高短期频率稳定度的低杂散信号源产生方法的装 置，包括产生装置盒体上设有电源接口、信号输出接口，产生装置盒体内设有铯原子钟、倍 频器、鉴相器、环路滤波器、晶体振荡器、功分器、窄带滤波器、放大器、电源变压模块。产生 装置盒体上的电源接口与铯原子钟的电源输入端相连，铯原子钟的10MHz输出信号端口与 倍频器的输入端口相连，倍频器的输出信号端口与鉴相器的参考输入端口相连，鉴相器的 输出端口与环路滤波器的输入端口相连，环路滤波器的输出端口与恒温压控晶体振荡器的 压控输入端相连，恒温压控晶体振荡器的输出端经过二功分器，一路输出与鉴相器的输入 端口 2相连，另一路输出与窄带晶体滤波器相连，经过放大器、窄带晶体滤波器后，输出兼 具高长期稳定度和高短期稳定度的低杂散信号font与装置盒体上的信号输出接口相连。
[0028] 以上产生装置中铯原子钟为瑞士 0SCILL0QUARTZ公司生产的铯原子频率标准 5585B;晶体振荡器为恒温压控晶体振荡器；鉴相器采用双平衡混频器；所述窄带滤波器采 用晶体滤波器，中心频率为100MHz。
[0029] 如图1所示，铯原子钟的10MHz输出信号端口与10倍频器的输入端口相连，经过 倍频器后输出频率为100MHz的信号，然后再通过滤波器滤波后，与鉴相器的参考输入端1 相连，鉴相器采用双平衡混频器，鉴相器的输出端口与环路滤波器的输入端口相连，环路滤 波器采用有源滤波器，环路带宽设置为100Hz，环路滤波器的输出端口与恒温压控晶体振 荡器的压控输入端相连，经过二功分器，一路输出信号反馈回鉴相器的输入端口 2,这样通 过鉴相器对两路输入信号比较，控制两个输入信号同相位，使恒温压控晶体振荡器的输出 信号频率同步到铯原子钟的工作频率上，这样输出的100MHz信号既具有恒温压控晶体振 荡器的优异短期频率稳定度指标，又具有铯原子钟的中长期频率稳定度指标。由于铯原子 钟的近端杂散差，经过二功分器输出的另一路100MHz信号与窄带晶体滤波器相连，经过放 大器放大信号，再经过第二级窄带晶体滤波器后，可提高100MHz信号的杂散指标，这样窄 带晶体滤波器输出的100MHz信号与装置盒体上的信号输出接口相连，产生一种兼具高长 期频率稳定度和高短期频率稳定度的低杂散信号源的产生装置。
[0030] 图2为铯原子钟输出10MHz信号后，经10倍频器后输出的相位噪声曲线，此时相 位噪声指标为-120dBC/HZ/lkHZ，-120dBc/HZ/10kHZ，图3为高频率稳定度低杂散信号源输 出信号相位噪声曲线，此时相位噪声指标为-148dBc/Hz/lkHz，-152dBc/Hz/10kHz。
[0031] 本发明旨在解决提高信号源频率稳定度的问题，同时实现信号源的低杂散设计要 求，适用于要求高频率稳定度和低杂散的雷达频率合成器使用：
[0032] 1.比较以往信号源的频率稳定度指标，本发明利用锁相技术将恒温压控晶体振荡 器同步到铯原子钟的工作频率，使信号源既具有恒温压控晶体振荡器的优异短期频率稳定 度指标，又具有铯原子钟的中长期频率稳定度指标。信号源的中长期稳定度指标见表1，信 号源的相位噪声指标达到 -148dBc/Hz/lkHz。
[0033] 2.比较信号源的综合性能指标，本发明产生的信号源不仅提高了频率稳定度，而 且采用低杂散设计技术降低了信号的输出杂散。利用锁相技术将恒温压控晶体振荡器同步 到铯原子钟的工作频率，虽然提高了信号源的频率稳定度，但同时铯原子钟的近端杂散差 的缺点也同时带来，采用两级窄带晶体滤波器可使信号源的杂散指标达到以下：
【主权项】
1. 一种提高频率稳定度的低杂散信号源产生方法，其特征在于步骤如下： 步骤1 :将铯原子钟的输出频率f铯进行N次倍频后，使输出频率f铯搬移到恒温晶压 控体振荡器的输出频率Nf铯； 步骤2 :将输出频率Nf铯送给锁相环电路中的鉴相器作为输入信号，利用锁相环电 路将恒温压控晶体振荡器的输出频率f晶同步到铯原子钟的工作频率f铯上，输出信号 foutl ； 步骤3 :输出信号foutl依次通过窄带晶体滤波器、放大器、窄带晶体滤波器后，输出兼 具高长期稳定度和高短期稳定度的低杂散信号fout。
2. -种实现权利要求1的低杂散信号源产生方法的装置，其特征在于包括铯原子钟、 倍频器、鉴相器、环路滤波器、恒温压控晶体振荡器、功分器、窄带滤波器和放大器；铯原子 钟的输出信号端口与倍频器的输入端口相连，倍频器的输出信号端口经过滤波器后与鉴相 器的参考输入端口 1相连，鉴相器的输出端口与环路滤波器的输入端口相连，环路滤波器 的输出端口与恒温压控晶体振荡器的压控输入端相连，恒温压控晶体振荡器的输出端经过 一分二功分器，一路输出通过放大器与鉴相器的输入端口 2相连，另一路输出与窄带滤波 器相连，经过放大器、窄带滤波器后，输出兼具高长期稳定度和高短期稳定度的低杂散信号 fout〇
3. 根据权利要求2所述的装置，其特征在于所述的铯原子钟为瑞士 0SCILL0QUARTZ公 司生产的铯原子频率标准5585B。
4. 根据权利要求2所述的装置，其特征在于所述的鉴相器为双平衡混频器。
5. 根据权利要求2所述的装置，其特征在于所述的窄带滤波器为晶体滤波器。
【专利摘要】本发明涉及一种提高频率稳定度的低杂散信号源产生方法及装置，属于雷达系统技术领域，应用于雷达频率合成器的设计中，具体为利用锁相技术将恒温压控晶体振荡器同步到铯原子钟的工作频率上，并结合低杂散设计技术，产生一种兼具高长期频率稳定度和高短期频率稳定度的低杂散信号源的产生方法及装置，解决提高信号源频率稳定度的问题，同时实现信号源的低杂散设计要求，适用于要求高频率稳定度和低杂散的雷达频率合成器使用。
【IPC分类】H03L7-26
【公开号】CN104579339
【申请号】CN201410745530
【发明人】杨俐, 王栋, 朱康生, 李宏, 杨方红, 陈福媛, 其他发明人请求不公开姓名
【申请人】西安电子工程研究所
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月8日