基于PLL的超宽带线性调频信号产生电路及无线通信装置的制作方法

本实用新型属于雷达宽带频率源领域，尤其涉及一种基于PLL的超宽带线性调频信号产生电路及无线通信装置。

背景技术：

超宽带穿墙雷达利用发射机产生的超宽带信号获得很高的一位距离分辨率，接收机将墙体后目标反射的回波解调之后，信号处理部分通过相关的处理算法对墙体后的目标进行探测、定位甚至成像。

目前穿墙雷达采用的体制有线性调频(LFM)信号、冲激脉冲(Impulse)信号、频率步进(SF)信号等。超宽带线性调频信号有大的瞬时带宽，具有高距离分辨率和高运动目标检测特性等优点，故是脉冲压缩雷达、合成孔径雷达等系统广泛采用的一种信号形式。

线性调频信号最直接的产生方法是DDS，它具有高线性度的特点，但是工作频段较低，一般很少超过GHz。压控振荡器VCO可产生具有较宽范围的扫频信号，但产生的线性调频信号线性度受VCO自身低线性度的约束，需要复杂的非线性校准系统。目前DDS与VCO的优缺点可通过锁相环路很好的结合起来，输出信号既保证了DDS的高线性度、同时实现了VCO的宽范围扫频。但电路结构复杂、杂散抑制较差。

技术实现要素：

为了解决现有技术的缺点，本实用新型提供一种基于PLL的超宽带线性调频信号产生电路及无线通信装置。本实用新型能够在不使用DDS情况下，通过锁相环电路控制VCO直接输出高线性度、低杂散的线性调频信号，有效降低系统设计复杂度和成本。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种基于PLL的超宽带线性调频信号产生电路，包括锁相环芯片，所述锁相环芯片与温补晶振的输出端相连，所述温补晶振用于为锁相环芯片提供抖动固定参考时钟；

所述锁相环芯片的输出端与环路滤波器的输入端相连，所述环路滤波器的输出端与压控振荡器的输入端相连；所述压控振荡器的输出端与功率分配电路相连；所述功率分配电路输出两路功分信号，一路与放大电路相连，另一路反馈至锁相环芯片的射频信号输入端；

所述放大电路的输出端与带通滤波器的输入端相连，带通滤波器的输出端输出线性调频信号。

所述环路滤波器采用有源比例积分滤波器，器用来提高整个电路的抗干扰性能。

所述带通滤波器为S波段带通滤波器。添加带通滤波器，滤除高频谐波，完成对超宽带压控振荡器输出信号的带外谐波抑制。

所述放大电路包括放大芯片，所述放大芯片的输出端通过一电感元件与电源相连，电感元件与电源的连结点处还与三个并联连接的电容相连。

一种无线通信装置，包括所述的基于PLL的超宽带线性调频信号产生电路。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型能够在不使用DDS情况下，通过锁相环电路控制压控振荡器直接输出高线性度、低杂散的线性调频信号，有效降低系统设计复杂度和成本。在保证线性调频信号线性度与性能情况下，有效降低了系统复杂度和成本。

附图说明

图1是本实用新型的基于PLL的超宽带线性调频信号产生电路图；

图2是本实用新型的锁相环芯片与温补晶振连接的电路图；

图3是本实用新型的环路滤波器电路图；

图4是本实用新型的压控振荡器电路图；

图5是本实用新型的功率分配电路、低噪放大电路以及带通滤波器的组合电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

图1是本实用新型的基于PLL的超宽带线性调频信号产生电路图，如图所示，基于PLL的超宽带线性调频信号产生电路包括锁相环芯片，所述锁相环芯片与温补晶振的输出端相连，所述温补晶振用于为锁相环芯片提供抖动固定参考时钟；

所述锁相环芯片的输出端与环路滤波器的输入端相连，所述环路滤波器的输出端与压控振荡器的输入端相连；所述压控振荡器的输出端与功率分配电路相连；所述功率分配电路输出两路功分信号，一路与放大电路相连，另一路反馈至锁相环芯片的射频信号输入端；

所述放大电路的输出端与带通滤波器的输入端相连，带通滤波器的输出端输出线性调频信号。

在本实施例中，如图2所示，锁相环芯片采用HMC703LP4E。

如图3所示，环路滤波器采用有源比例积分滤波器，采用OP184ES予以实现。

如图4所示，压控振荡器采用Z-Communications公司的V600ME14-LF压控振荡器予以实现。

如图5所示，带通滤波器为S波段带通滤波器，采用LFCN-3800予以实现。

放大电路包括放大芯片，所述放大芯片的输出端通过一电感元件与电源相连，电感元件与电源的连结点处还与三个并联连接的电容相连。其中，放大芯片采用低噪声放大芯片。本实施例中的低噪声放大芯片采用ADL5601。

本实用新型的基于PLL的超宽带线性调频信号产生电路分为三部分：

(1)扫频信号源部分：该部分利用具备扫频功能的HMC703锁相环芯片、外部V600ME14压控振荡器和环路滤波器共同组成锁相环电路。通过配置HMC703寄存器可实现2～4GHz线性扫频。HMC703LP4E根据反馈环路输入的射频参考信号与外部参考晶振进行鉴相后控制内建电流型电荷泵输出阶梯状调制电流，经过有源环路滤波器滤波后，成为调制电压控制超宽带压控振荡器进行扫频信号的输出。锁相环电路部分的所有控制信号有数字控制板卡产生，使用电阻网络进行完成功率分配。通过对环路滤波器参数进行前期仿真设计验证，使输出信号有最优的相位噪声性能，如图2-图4所示。

(2)功率分配部分：由于射频器件的引入会带来插入损耗，此处利用低噪声放大器ADL5601放大信号功率来满足发射机的发射功率要求，如图5所示。

(3)滤波通道选择部分：压控振荡器输出信号频率为2～4GHz，在4～8GHz范围内会产生谐波。如图5所示，通过添加带通滤波器，滤除高频谐波，完成对超宽带压控振荡器输出信号的带外谐波抑制。

本实用新型的锁相环芯片、环路滤波器、带通滤波器、压控振荡器以及低噪声放大芯片还可以采用其他型号的芯片来实现。

本实用新型还提供了一种无线通信装置，包括所述的基于PLL的超宽带线性调频信号产生电路。

本实用新型能够在不使用DDS情况下，通过锁相环电路控制压控振荡器直接输出高线性度、低杂散的线性调频信号，有效降低系统设计复杂度和成本。在保证线性调频信号线性度与性能情况下，有效降低了系统复杂度和成本。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。