一种数字瞬时测频系统的制作方法

本实用新型涉及瞬时测频系统设计技术领域，更具体地说，尤其涉及一种数字瞬时测频系统。

背景技术：

瞬时测频是对信号载波频率的快速测量，在电子对抗领域有着重要的应用。常见的瞬时测频有两种，即数字瞬时测频和模拟瞬时测频。相对于模拟瞬时测频来说，由于数字瞬时测频具有稳定、精确度高、实时性好等优点，越来越受到人们的重视。

目前，现有的数字瞬时测频系统包括功分器、分频电路、检波器、数字瞬时测频电路等器件。具体工作过程为功分器将输入的射频信号功分为两路射频信号，其中一路射频信号经分频电路等处理后向数字瞬时测频电路输出分频后的射频信号，另一路射频信号经检波器等处理后向数字瞬时测频电路输出信号包络的TTL(Transistor-Transistor Logic，晶体管-晶体管逻辑)电平信号。进一步地，数字瞬时测频电路通过比较信号包络的TTL电平信号来对分频后的射频信号进行延迟和相关，并将一个脉冲内每个相关结果进行累加，最后对累加结果进行arctan计算，对计算结果进行相位修正，得出所需频率码，实现对射频信号的瞬时测频。

发明人在实现本实用新型的过程中发现：由于受到分频电路等器件工作带宽的限制，现有的数字瞬时测频系统只能对某一特定频率范围内的射频信号进行瞬时测频，如仅能对频率范围为2GHz-18GHz的射频信号进行瞬时测频，或者仅能对频率范围为0.2GHz-2GHz的射频信号进行瞬时测频等，所覆盖的频率范围较窄，当需要对覆盖多个频率范围的射频信号(如频率范围为0.2GHz-18GHz的射频信号)进行瞬时测频时，现有的数字瞬时测频系统不能满足需求。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种数字瞬时测频系统，解决了现有的数字瞬时测频系统不能对覆盖多个频率范围的射频信号进行瞬时测频的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种数字瞬时测频系统，所述数字瞬时测频系统包括：第一功分器、第一开关、第二开关、n个测频通道、开关控制装置以及数字瞬时测频电路，其中，所述开关控制装置由(n-1)个控制装置并联连接而成，n为大于1的正整数，n个测频通道一一对应n个不同的频率范围，且n个测频通道所对应的频率范围连续不重叠；

其中，所述第一功分器的第一信号输出端与所述开关控制装置的输入端连接，所述第一功分器的第二信号输出端与所述第一开关的输入端连接；所述开关控制装置的输出端分别与所述第一开关的控制端和所述第二开关的控制端连接；

所述第一开关包括n个输出端，所述第一开关的每个输出端与每个所述测频通道的输入端一一对应连接；所述第二开关包括n个输入端，所述第二开关的每个输入端与每个所述测频通道的第一输出端一一对应连接；所述数字瞬时测频电路包括1个第一输入端和n个第二输入端，所述第一输入端与所述第二开关的输出端对应连接，每个所述第二输入端与每个所述测频通道的第二输出端一一对应连接；

所述开关控制装置用于根据所述第一功分器输入的射频信号控制所述第一开关和第二开关动作，以使频率范围覆盖所述第一功分器输入的射频信号的所述测频通道导通；

每个导通后的所述测频通道用于对所述第一功分器通过所述第一开关输入的射频信号进行处理得到分频后的射频信号和信号包络的TTL电平信号，将得到的分频后的射频信号通过所述第二开关输出给所述数字瞬时测频电路，将得到的信号包络的TTL电平信号直接输出给所述数字瞬时测频电路；

所述数字瞬时测频电路用于根据导通后的所述测频通道输入的分频后的射频信号和信号包络的TTL电平信号对输入所述第一功分器的射频信号进行瞬时测频。

优选的，在上述数字瞬时测频系统中，所述数字瞬时测频系统中n＝2，n个所述测频通道包括第一测频通道和第二测频通道两个测频通道。

优选的，在上述数字瞬时测频系统中，所述控制装置包括：第一滤波器和第一检波电压比较电路，所述第一滤波器的截止频率为所述第一测频通道和所述第二测频通道的频率范围结合处的频率；

其中，所述第一滤波器的输入端与所述第一功分器的第一信号输出端连接，所述第一滤波器的输出端与所述第一检波电压比较电路的输入端连接，所述第一检波电压比较电路的输出端分别与所述第一开关的控制端和所述第二开关的控制端连接。

优选的，在上述数字瞬时测频系统中，所述第一测频通道包括：第二功分器、第一分频电路、第二滤波器、第一衰减器、第一隔离器、第一放大器和第一检波器；

其中，所述第二功分器的信号输入端与所述第一开关的1个输出端连接；

所述第二功分器的第一信号输出端与所述第一分频电路的输入端连接，所述第一分频电路的输出端与所述第二滤波器的输入端连接，所述第二滤波器的输出端与所述第一衰减器的输入端连接，所述第一衰减器的输出端与所述第二开关的1个输入端连接；

所述第二功分器的第二信号输出端与所述第一隔离器的输入端连接，所述第一隔离器的输出端与所述第一放大器的输入端连接，所述第一放大器的输出端与所述第一检波器的输入端连接，所述第一检波器的输出端与所述数字瞬时测频电路的1个所述第二输入端连接。

优选的，在上述数字瞬时测频系统中，所述第一测频通道的频率范围是2GHz-18GHz，所述第一分频电路为16分频电路。

优选的，在上述数字瞬时测频系统中，所述第二测频通道包括：第三功分器、第二分频电路、第三滤波器、第二衰减器、第二隔离器、第二放大器和第二检波器；

其中，所述第三功分器的信号输入端与所述第一开关的1个输出端连接；

所述第三功分器的第一信号输出端与所述第二分频电路的输入端连接，所述第二分频电路的输出端与所述第三滤波器的输入端连接，所述第三滤波器的输出端与所述第二衰减器的输入端连接，所述第二衰减器的输出端与所述第二开关的1个输入端连接；

所述第三功分器的第二信号输出端与所述第二隔离器的输入端连接，所述第二隔离器的输出端与所述第二放大器的输入端连接，所述第二放大器的输出端与所述第二检波器的输入端连接，所述第二检波器的输出端与所述数字瞬时测频电路的1个所述第二输入端连接。

优选的，在上述数字瞬时测频系统中，所述第二测频通道的频率范围是0.2GHz-2GHz，所述第二分频电路为2分频电路。

优选的，在上述数字瞬时测频系统中，所述数字瞬时测频系统中n≥3，所述开关控制装置中的每个控制装置均包括一个滤波器和一个第二检波电压比较电路，其中一个滤波器为低通滤波器，其余的滤波器为高通滤波器，所述低通滤波器的截止频率低于任一所述高通滤波器的截止频率。

从上述技术方案可以看出，本实用新型所提供的一种数字瞬时测频系统通过设置两个以上测频通道和用于控制测频通道是否导通的开关控制装置，所述开关控制装置包括至少一个控制装置，每个测频通道对应的测量频率范围不同，通过开关控制装置根据所述第一功分器输入的射频信号控制所述第一开关和第二开关动作，以使频率范围覆盖所述第一功分器输入的射频信号的所述测频通道导通，以实现该数字瞬时测频系统能对覆盖多个频率范围的射频信号进行瞬时测频的目的。例如该数字瞬时测频系统包括两个频率范围分别为0.2GHz-2GHz和2GHz-18GHz的测频通道时，可以对频率范围为2GHz-18GHz的射频信号进行瞬时测频，也可以对频率范围为0.2GHz-2GHz的射频信号进行瞬时测频等，且该数字瞬时测频系统结构简单，制造成本较低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种数字瞬时测频系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种数字瞬时测频系统的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的又一种数字瞬时测频系统的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的又一种数字瞬时测频系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

参考图1，图1为本实用新型实施例提供的一种数字瞬时测频系统的结构示意图。

数字瞬时测频系统包括：第一功分器11、第一开关12、第二开关13、n个测频通道14、开关控制装置15以及数字瞬时测频电路16，其中，开关控制装置15由(n-1)个控制装置17并联连接而成，n为大于1的正整数，n个测频通道14一一对应n个不同的频率范围，且n个测频通道14所对应的频率范围连续不重叠。例如，测频通道为2个，2个测频通道对应的频率范围分别为0.2GHz-2GHz和2GHz-18GHz，又例如，测频通道为3个，3个测频通道对应的频率范围分别为0.2GHz-2GHz、2GHz-18GHz和18GHz-36GHz。

需要说明的是，每个测频通道14的频率范围由该测频通道14中用于分频的分频电路的工作带宽所决定。例如，16分频电路的工作带宽所对应的测频通道14的频率范围为2GHz-18GHz，2分频电路的工作带宽所对应的测频通道14的频率范围为0.2GHz-2GHz。

其中，第一功分器11的第一信号输出端与开关控制装置15的输入端连接，第一功分器11的第二信号输出端与第一开关12的输入端连接；开关控制装置15的输出端分别与第一开关12的控制端和第二开关13的控制端连接；

第一开关12包括n个输出端，第一开关12的每个输出端与每个测频通道14的输入端一一对应连接；第二开关13包括n个输入端，第二开关13的每个输入端与每个测频通道14的第一输出端一一对应连接；数字瞬时测频电路16包括1个第一输入端和n个第二输入端，第一输入端与第二开关13的输出端对应连接，每个第二输入端与每个测频通道14的第二输出端一一对应连接；

第一功分器11用于将输入射频信号功分为两路射频信号，其中，第一路射频信号通过第一开关12输出至相对应的测频通道14，第二路射频信号输出至开关控制装置15；

开关控制装置15用于根据第一功分器11输入的射频信号控制第一开关12和第二开关13动作，以使频率范围覆盖第一功分器11输入的射频信号的测频通道14导通；

每个导通后的测频通道14用于对第一功分器11通过第一开关12输入的射频信号进行处理得到分频后的射频信号和信号包络的TTL电平信号，将得到的分频后的射频信号通过第二开关13输出给数字瞬时测频电路16，将得到的信号包络的TTL电平信号直接输出给数字瞬时测频电路16；

数字瞬时测频电路16用于根据导通后的测频通道14输入的分频后的射频信号和信号包络的TTL电平信号对输入第一功分器11的射频信号进行瞬时测频。具体的，数字瞬时测频电路16通过比较信号包络的TTL电平信号来对测频通道14输入的分频后的射频信号进行延迟和相关，并将一个脉冲内每个相关结果进行累加，最后对累加结果进行ATAN相位修正(即对累加结果进行arctan计算，对计算结果进行相位修正)，最终计算得出所需频率码。

通过上述描述可知，本实用新型所提供的一种数字瞬时测频系统，该数字瞬时测频系统通过设置两个以上测频通道和用于控制测频通道是否导通的开关控制装置，所述开关控制装置包括至少一个控制装置，每个测频通道对应的测量频率范围不同，通过开关控制装置根据所述第一功分器输入的射频信号控制所述第一开关和第二开关动作，以使频率范围覆盖所述第一功分器输入的射频信号的所述测频通道导通，以实现该数字瞬时测频系统能对覆盖多个频率范围的射频信号进行瞬时测频的目的。例如该数字瞬时测频系统包括两个频率范围分别为0.2GHz-2GHz和2GHz-18GHz的测频通道时，可以对频率范围为2GHz-18GHz的射频信号进行瞬时测频，也可以对频率范围为0.2GHz-2GHz的射频信号进行瞬时测频等，且该数字瞬时测频系统结构简单，制造成本较低。

进一步的，如图2所示，数字瞬时测频系统中n＝2，n个测频通道包括第一测频通道41和第二测频通道42两个测频通道。

具体的，当数字瞬时测频系统中只包括两个测频通道时，相对应的该数字瞬时测频系统中的开关控制装置包括一个控制装置17，其中控制装置17包括：第一滤波器43和第一检波电压比较电路44，第一滤波器43的截止频率为第一测频通道41和第二测频通道42的频率范围结合处的频率。例如，第一测频通道41的频率范围是2GHz-18GHz，第二测频通道42的频率范围是0.2GHz-2GHz，其第一滤波器43的截止频率为2GHz。

需要说明的是，第一滤波器43可以为低通滤波器也可以为高通滤波器，在本实用新型实施例中并不作限定。

其中，第一滤波器43的输入端与第一功分器11的第一信号输出端连接，第一滤波器43的输出端与第一检波电压比较电路44的输入端连接，第一检波电压比较电路44的输出端分别与第一开关12的控制端和第二开关13的控制端连接。

进一步的，如图3所示，第一测频通道41包括：第二功分器51、第一分频电路52、第二滤波器53、第一衰减器54、第一隔离器55、第一放大器56和第一检波器57；

其中，第二功分器51的信号输入端与第一开关12的1个输出端连接；

第二功分器51的第一信号输出端与第一分频电路52的输入端连接，第一分频电路52的输出端与第二滤波器53的输入端连接，第二滤波器53的输出端与第一衰减器54的输入端连接，第一衰减器54的输出端与第二开关13的1个输入端连接；

第二功分器51的第二信号输出端与第一隔离器55的输入端连接，第一隔离器55的输出端与第一放大器56的输入端连接，第一放大器56的输出端与第一检波器57的输入端连接，第一检波器57的输出端与数字瞬时测频电路16的1个第二输入端连接。

具体的，第二功分器51的信号输入端相当于第一测频通道41的输入端，第一衰减器54的输出端相当于第一测频通道41的第一输出端，第一检波器57的输出端相当于第一测频通道41的第二输出端。

可选的，第一测频通道41的频率范围是2GHz-18GHz，第一分频电路52为16分频电路。为使第一测频通道41的工作原理更加清晰，这里举一个具体实例进行说明。具体地，当第一功分器11输入控制装置17的射频信号位于2GHz-18GHz时，控制装置17控制第一开关12和第二开关13动作，使得第一测频通道41导通，第二功分器51将输入的频率范围是2GHz-18GHz的射频信号功分为两路射频信号，其中，第一路射频信号通过16分频电路的第一分频电路52分频处理后得到频率范围是125MHz-1125MHz的射频信号后，通过第二滤波器53和第一衰减器54进行滤波处理和衰减处理，输出分频后的射频信号至数字瞬时测频电路16；第二路射频信号经过第一隔离器55和第一放大器56处理后，通过第一检波器57输出信号包络的TTL电平信号至数字瞬时测频电路16。

进一步的，如图4所示，第二测频通道42包括：第三功分器61、第二分频电路62、第三滤波器63、第二衰减器64、第二隔离器65、第二放大器66和第二检波器67；

其中，第三功分器61的信号输入端与第一开关12的1个输出端连接；

第三功分器61的第一信号输出端与第二分频电路62的输入端连接，第二分频电路62的输出端与第三滤波器63的输入端连接，第三滤波器63的输出端与第二衰减器64的输入端连接，第二衰减器64的输出端与第二开关13的1个输入端连接；

第三功分器61的第二信号输出端与第二隔离器65的输入端连接，第二隔离器65的输出端与第二放大器66的输入端连接，第二放大器66的输出端与第二检波器67的输入端连接，第二检波器67的输出端与数字瞬时测频电路16的1个第二输入端连接。

具体的，第三功分器61的信号输入端相当于第二测频通道42的输入端，第二衰减器64的输出端相当于第二测频通道42的第一输出端，第二检波器67的输出端相当于第二测频通道42的第二输出端。

可选的，第二测频通道42的频率范围是0.2GHz-2GHz，第二分频电路62为2分频电路。

基于本实用新型上述数字瞬时测频系统中n＝2，n个测频通道包括第一测频通道41和第二测频通道42两个测频通道的实施例而言，假设第一测频通道41的频率范围是2GHz-18GHz，第二测频通道42的频率范围是0.2GHz-2GHz，其可选的工作过程如下：

输入至第一功分器11的射频信号，通过第一功分器11功分为两路信号，其中一路信号经过第一滤波器43过滤掉大于2GHz的信号后，进入最高工作频率为2GHz的第一检波电压比较电路44，通过第一检波电压比较电路44判断该信号是否处于频率范围为2GHz-18GHz的频率范围内，若第一检波电压比较电路44没有检测到检波信号，则表明该信号处于频率范围为2GHz-18GHz的频率范围内，那么控制装置17输出高电平控制信号分别至第一开关12的控制端和第二开关13的控制端，以使第一测频通道41导通，进行频率范围为2GHz-18GHz的测频处理；若第一检波电压比较电路44检测到检波信号，则表明该信号处于频率范围为0.2GHz-2GHz的频率范围内，那么控制装置17输出低电平控制信号分别至第一开关12的控制端和第二开关13的控制端，以使第二测频通道42导通，进行频率范围为0.2GHz-2GHz的测频处理。

需要说明的是，在上述工作过程中，第一滤波器43是以低通滤波器为例进行说明的，当第一滤波器43为高通滤波器时，其工作逻辑相应进行改变即可，在此不再赘述。

进一步的，数字瞬时测频系统中n≥3时，即数字瞬时测频系统包括三个或三个以上的测频通道14，开关控制装置15中包括两个或两个以上的控制装置17。此时每个控制装置15中均有一个滤波器和一个第二检波电压比较电路，在多个滤波器中其中一个滤波器为低通滤波器，其余的滤波器为高通滤波器，低通滤波器的截止频率低于任一高通滤波器的截止频率，每个滤波器的截止频率为两个测频通道14的频率结合处的频率。每个滤波器的输入端与第一功分器11的第一信号输出端连接，每个第二检波电压比较电路的输出端分别与第一开关12的控制端和第二开关13的控制端连接，同一控制装置17中的滤波器与第二检波电压比较电路连接。这里以数字瞬时测频系统包括3个频率范围分别为0.2GHz-2GHz、2GHz-18GHz和18GHz-36GHz的测频通道14为例进行说明。则低通滤波器的截止频率为2GHz，高通滤波器的截止频率为18GHz。在进行测频时，若与低通滤波器对应的第二检波电压比较电路检测到检波信号，与高通滤波器对应的第二检波电压比较电路没有检测到检波信号，则表明该信号处于频率范围为0.2GHz-2GHz的频率范围内，那么低通滤波器对应的控制装置17输出低电平控制信号，高通滤波器对应的控制装置17输出高电平控制信号分别至第一开关12的控制端和第二开关13的控制端，以使频率范围为0.2GHz-2GHz的测频通道14导通；若与低通滤波器对应的第二检波电压比较电路没有检测到检波信号，与高通滤波器对应的第二检波电压比较电路也没有检测到检波信号，则表明该信号处于频率范围为2GHz-18GHz的频率范围内，那么低通滤波器对应的控制装置17输出高电平控制信号，高通滤波器对应的控制装置17也输出高电平控制信号分别至第一开关12的控制端和第二开关13的控制端，以使频率范围为2GHz-18GHz的测频通道14导通；若与低通滤波器对应的第二检波电压比较电路没有检测到检波信号，与高通滤波器对应的第二检波电压比较电路检测到检波信号，则表明该信号处于频率范围为18GHz-36GHz的频率范围内，那么低通滤波器对应的控制装置17输出高电平控制信号，高通滤波器对应的控制装置17输出低电平控制信号分别至第一开关12的控制端和第二开关13的控制端，以使频率范围为18GHz-36GHz的测频通道14导通。

通过上述描述可知，本实用新型所提供的一种数字瞬时测频系统通过设置多个测频通道和多个用于控制测频通道是否导通的开关控制装置，每个测频通道对应的测量频率范围不同，通过开关控制装置根据所述第一功分器输入的射频信号控制所述第一开关和第二开关动作，以使频率范围覆盖所述第一功分器输入的射频信号的所述测频通道导通，以实现该数字瞬时测频系统能对覆盖多个频率范围的射频信号进行瞬时测频的目的，例如该数字瞬时测频系统可以对频率范围为2GHz-18GHz的射频信号进行瞬时测频，也可以对频率范围为0.2GHz-2GHz的射频信号进行瞬时测频等，且该数字瞬时测频系统结构简单，制造成本较低。

最后，需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

还需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。