一种s波段测波雷达频率合成器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及微波多普勒雷达技术领域，尤其涉及一种S波段测波雷达频率合成器。
【背景技术】
[0002]微波多普勒测波雷达是一种基于多普勒原理，通过连续测量各方向水质点的轨道速度和回波强度，利用线性海浪理论获取海浪谱及海浪参数的新型雷达。雷达的测量精度高、天线体积小、环境干扰少，易于实现海浪的全天候实时测量。同时，微波多普勒测波雷达具有较高的分辨率，能准确反映海面的细节信息，对海洋环境观测、海洋调查及海洋科学研究有着重要价值，具有广泛的应用前景。因此，许多国家都在积极发展着微波多普勒雷达海浪测量技术，并将其作为海洋观测体系中的重要组成部分。然而，用于海洋环境监测S波段测波雷达的频率合成技术，是该类型雷达硬件设计过程中的重要技术环节，它既是发射机的激励信号源，也是接收机的本地振荡器，高效低成本的设计硬件方法已经越来越受到研究人员们的重视。
[0003]目前，实际的频率合成设备主要采用四种技术:直接模拟合成法、锁相环合成法、直接数字合成法以及锁相环与数字合成结合方法。其中直接模拟合成法利用倍频、分频及滤波从单一频率产生多个所需的频率，该方法的频率转换时间快，但是体积大、功耗大；锁相环合成法通过锁相完成频率的各类运算，该方法的结构简化、便于集成，且频谱纯度高，但是存在高分辨率与转换时间之间的矛盾；直接数字频率合成利用计算机技术，其方法分辨率高，转换时间短，输出杂散信少，但该方法的缺点是成本较高，且不能做到任意频率的合成，不能直接产生S波段的信号；直接数字频率合成器和锁相环结合的方法的基本原理是，先用直接数字频率合成器产生一定频率的信号，再通过锁相环生成更高频率的信号，该方法能产生指定频率的信号，其缺点是相位噪声较大，器件较多，线路复杂。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种S波段测波雷达的频率合成器。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:
一种S波段测波雷达频率合成器，包括第一本振产生模块、射频产生模块、740MHz放大模块及第二本振产生模块；
所述第一本振产生模块的输入端用于输入单频信号F1，所述第一本振产生模块的输出端分为两路，其中一路输出正弦波信号L01，给S波段测波雷达的模拟前端，作为其第一本振信号，另一路接射频产生模块的第一输入端；所述740MHz放大模块的输入端用于输入单频信号F3，所述740MHz放大模块的输出端分为两路，其中一路接射频产生模块的第二输入端，另一路接第二本振产生模块的第一输入端；所述射频产生模块的第三输入端用于输入线性调频中断连续波信号F2，所述射频产生模块的输出端用于输出线性调频中断连续波信号RF给S波段测波雷达的发射机发射；所述第二本振产生模块的第二输入端用于输入线性调频连续波信号F4，所述第二本振产生模块的输出端输出线性调频连续波信号L02，给S波段测波雷达的模拟前端，作为其第二本振信号。
[0006]其中，所述第一本振产生模块，从输入端到输出端包括依次连接的一个放大器、一个带通滤波器、一个Π型电阻匹配网络和一个功分器，其中，所述放大器的输入端输入的是单频信号F1，所述功分器的其中一个输出端输出的是正弦波信号L01，给S波段测波雷达的模拟前端，作为其第一本振信号，另一个输出端接接射频产生模块的第一输入端；
所述射频产生模块，从输入端到输出端包括依次连接的第一个混频器、第一个带通滤波器、Π型电阻匹配网络、第一个放大器、第二个混频器、第二个带通滤波器、第二个放大器及第三个带通滤波器，其中，所述第一个混频器的两个输入端分别作为所述射频产生模块的第三输入端和第二输入端，用于输入线性调频中断连续波信号F2和740MHz放大模块的输出信号，所述第二个混频器的其中一输入端作为所述射频产生模块的第一输入端，用于接入第一本振产生模块，所述第三个带通滤波器的输出端作为所述射频产生模块的输出端，用于输出线性调频中断连续波信号RF给S波段测波雷达的发射机发射；
所述740MHz放大模块，从输入端到输出端包括依次连接的一个放大器、一个声表滤波器、一个Π型电阻匹配网络和一个功分器，其中，所述放大器的输入端输入的是单频信号F3，所述功分器的两个输出端分别接入射频产生模块的第二输入端和第二本振产生模块的第一输入端；
所述第二本振产生模块，从输入端到输出端包括依次连接的第一个放大器、第一个带通滤波器、混频器、Π型电阻匹配网络、第二个带通滤波器、第二个放大器及第三个带通滤波器，其中，所述第一个放大器的输入端作为所述第二本振产生模块的第二输入端，用于输入线性调频连续波信号F4，所述混频器的另一输入端作为所述第二本振产生模块的第一输入端，用于接入740MHz放大模块，所述第三个带通滤波器的输出端作为所述第二本振产生模块的输出端，用于输出线性调频连续波信号L02，给S波段测波雷达的模拟前端，作为其第二本振信号。
[0007]其中，所述频率合成器的四个输入信号分别为S波段测波雷达信号源所产生的1个线性调频连续波信号F4、1个线性调频中断连续波信号F2和2个单频信号，分别为单频信号F1和单频信号F3 ;
所述单频信号F1为正弦波信号，频率为2170-2370MHZ，功率为_6dBm ;
所述单频信号F3为正弦波信号，频率为740MHz，功率为_4dBm ;
所述线性调频连续波信号F4的中心频率为201.5MHz，带宽为30MHz，功率为_24dBm ；所述线性调频中断连续波信号F2的中心频率为160MHz，带宽为30MHz，功率为-13dBm ；
其中，输入的所述单频信号F1和单频信号F3可以不相干。
[0008]其中，所述频率合成器的四个输入信号经过所述频率合成器，输出一个频率为(2750-2950)土 15MHz的线性调频中断连续波信号RF给S波段测波雷达的发射机发射，所述线性调频中断连续波信号RF的带宽为30MHz，功率为OdBm ;输出一个频率为2170_2370MHz的正弦波信号L01，给S波段测波雷达的模拟前端，作为其第一本振信号，其功率为+7dBm ;输出一个频率为538.5MHz的线性调频连续波信号L02，给S波段测波雷达的模拟前端，作为其第二本振信号，其带宽为30MHz，功率为7dBm。
[0009]其中，在所述第一本振产生模块中，所述放大器采用GAL1-84+，其增益彡18dB，噪声系数彡4.5，输出3阶截点彡34dB ;
所述带通滤波器采用Min1-Circuits公司的BFCN-2275+，通带范围2170_2380MHz，损耗< 3dB，阻带衰减彡30dB ；
所述功分器采用SP-2U2+，频率范围1720-2850MHZ，插损< 4dB，隔离度多20dB，相位不平衡< 1°，幅度不平衡<0.2dB;
所述第一本振产生模块输入的单频信号F1的功率为_6dBm，调整所述第一本振产生模块中的Π型电阻匹配网络使所述第一本振产生模块输出的两路信号功率均为7±ldBm。
[0010]其中，在所述740MHz放大模块中，所述放大器采用GAL1-74+，其增益彡24dB，噪声系数彡3，输出3阶截点彡35dB ;
所述声表滤波器采用CF740，其中心频率740MHz，3dB带宽彡7MHz，插损彡4dB，通带波动< ldB，阻带抑制彡40dB ；
所述功分器采用JPS-2-900，频率范围400-900MHZ，插损< 2dB，隔离度多18dB，相位不平衡< 1°，幅度不平衡<0.5dB;
所述740MHz放大模块输入的单频信号F3的功率为_4dBm，调整所述740MHz放大模块中的Π型电阻匹配网络使所述740MHz放大模块输出的两路信号功率均为7±ldBm。
[0011]其中，在所述第二本振产生模块中，所述第一个放大器采用GAL1-74+，其增益彡24dB，噪声系数< 3，输出3阶截点彡35dB ；
所述第一个带通滤波器采用RBP-204+，通带范围175-237MHZ，损耗彡3dB，阻带衰减彡 35dB ；
所述混频器采用ADE-4，射频端频率范围200-1000MHZ，本振端频率范围200_1000ΜΗζ，中频输出端频率范围DC-800MHZ，变频损耗彡8dB，隔离度彡40dB ；
所述第二个放大器采用GAL1-84+，其增益彡18dB，噪声系数彡4.5，输出3阶截点彡 34dB ；
第二个带通滤波器和第三个带通滤波器均采用SXBP-507+，通带范围460-560MHZ，损耗< 2dB，阻带衰减彡20dB ；
所述第二本振产生模块输入的线性调频连续波信号F4的功率为_24dBm，调整所述第二本振产生模块中的Π型电阻匹配网络使所述第二本振产生模块输出端输出的线性调频连续波信号L02的功率为7±ldBm。