X波段同轴介质频率源的制作方法

本发明涉及x波段同轴介质频率源。

背景技术：

在微波设备中作为本振源的微波振荡器是系统中关键的核心部件之一，常用的信源有vco、dro、cdro及频率综合器。随着通信、数字电视、卫星定位、航空航天、雷达和电子对抗等技术的发展，微波系统对各类信源的要求越来越高，更低的相位噪声、更高的稳定性、更小的体积要求、更高的抗振要求是信源追求的目标，也是系统对信源提出的发展的方向。自由振荡器vco、dro、cdro等点频源已无法满足系统高稳源的需求，因此带有锁相特点的锁相压控振荡器、锁相同轴介质振荡器、锁相介质振荡器等高稳源得以快速发展。国外现阶段低品质高稳源均采用锁相压控振荡器，高品质、高性能高稳源采用锁相介质振荡器或锁相同轴介质振荡器，一般c波段以下频率采用锁相同轴介质振荡器、c波段以上频率使用锁相介质振荡器，目前国外高性能点频锁相源基本上都是采用锁相同轴介质振荡器、锁相介质振荡器的方法实现，其中尤以cti、lucix等厂家的产品为代表，其产品性能应处于国际领先水平。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种x波段同轴介质频率源，该x波段同轴介质频率源可以实现低相噪、高谐波杂波抑制、抗振性能良好、体积小便于固化生产的频率源。

为了实现上述目的，本发明提供了x波段同轴介质频率源，该x波段同轴介质频率源包括依次连接的以下模块：谐波发生模块、混频鉴相模块、环路滤波模块、同轴介质谐振器模块、倍频放大模块和滤波模块；其中，所述滤波模块的输出为系统输出。

优选地，该x波段同轴介质频率源还包括：电源模块，所述电源模块电连接于所述谐波发生模块、混频鉴相模块、环路滤波模块、同轴介质谐振器模块、倍频放大模块和滤波器，以提供工作电压。

优选地，所述同轴介质谐振器模块包括同轴介质谐振器、变容二极管、放大器、稳压二极管、稳压三极管和衰减器，所述环路滤波器的输出电压依次连接变容二极管、同轴介质谐振器、放大器和衰减器，所述电源模块依次连接稳压二极管和稳压三极管后连接到所述放大器。

优选地，该x波段同轴介质频率源还包括：金属屏蔽腔，所述同轴介质谐振器模块设置于所述金属屏蔽腔中，并通过盖板进行密封。

优选地，所述倍频放大模块包括：功分器、倍频器、第一放大器和第二放大器；所述同轴介质谐振器模块的输出信号连接于所述功分器的输入端，所述功分器的一路输出连接到所述倍频器的输入端，所述倍频器的输出端连接到所述第一放大器的输入端，所述第一放大器的输出端连接到所述滤波模块的输入端；所述功分器的另一路输出端连接到所述第二放大器的输入端，所述第二放大器的输出端通过绝缘子连接到所述混频鉴相模块的混频器的输入端。

优选地，所述的谐波发生模块包括：衰减器、第三放大器、第一滤波器、第一阶跃二极管、第二滤波器、第三滤波器、第四放大器、第四滤波器、第五放大器和第二阶跃二极管；其中，所述衰减器、第三放大器、第一滤波器、第一阶跃二极管、第二滤波器和第四放大器依次连接；所述第四放大器的输出的第一路依次连接于所述第三滤波器和鉴相器，所述第四放大器的输出的第二路依次连接于第四滤波器、第五放大器、第二阶跃二极管和所述混频鉴相模块的混频器。

优选地，所述的混频鉴相模块包括：混频器、鉴相器和可编程控制器；所述第二放大器的输出端连接于所述混频器，所述第二阶跃二极管的输出端作为本振信号输入到所述混频器；所述混频器输出端接到所述鉴相器，可编程控制器接入鉴相器，鉴相器的输出端连接于环路滤波器。

优选地，所述的第一滤波器为窄带带通滤波器；所述第二滤波器、第三滤波器和第四滤波器为带通滤波器，所述滤波模块为微带发夹滤波器。

优选地，所述同轴介质谐振器模块和第一放大器设置于上腔体独立的金属屏蔽腔中；所述的谐波发生模块、混频鉴相模块和环路滤波模块设置于下腔体的同一个金属屏蔽腔中。

优选地，所述金属屏蔽腔为一体化结构。

根据上述技术方案，本发明可以实现x波段频率源，具有相位噪声低、杂散和谐波输出小、抗振性能良好和体积小便于固化生产等特点。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是说明本发明的一种x波段同轴介质频率源的功能框图；

图2是说明本发明的一种x波段同轴介质频率源原理框图；

图3是说明本发明的一种同轴介质谐振器模块实现原理框图；

图4是说明本发明的一种混频鉴相模块实现原理框图；

图5a是说明本发明的一种x波段同轴介质频率源内部电路正面示意图；

图5b是说明本发明的一种x波段同轴介质频率源内部电路背面示意图；以及

图6是说明本发明的一种x波段同轴介质频率源外形结构图。

附图标记说明

101：同轴介质谐振器模块电路102：倍频放大模块电路

103：滤波模块电路104：谐波发生模块电路

105：混频鉴相模块电路106：环路滤波模块电路

107：电源处理模块电路。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提出一种x波段同轴介质频率源，该x波段同轴介质频率源包括依次连接的以下模块：谐波发生模块、混频鉴相模块、环路滤波模块、同轴介质谐振器模块、倍频放大模块和滤波模块；其中，所述滤波模块的输出为系统输出。

本发明的x波段同轴介质频率源器可以实现低相噪、高谐波杂波抑制、抗振性能良好、体积小便于固化生产的频率源。

在本发明的一种具体实施方式中，该x波段同轴介质频率源还可以包括：电源模块，所述电源模块电连接于所述谐波发生模块、混频鉴相模块、环路滤波模块、同轴介质谐振器模块、倍频放大模块和滤波器，以提供工作电压。通过上述的实施方式，可以实现供电。

所述的电源处理模块，主要包括稳压器、钽电容和偏置电阻，外部电压通过烧结在腔体上的馈通滤波器和电路板上的钽电容到稳压器的输入端，稳压器的输出端连接到钽电容上，再经过偏置电阻稳定到一个固定的电压为整个系统的有源器件供电。

在该种实施方式中，所述同轴介质谐振器模块可以包括同轴介质谐振器、变容二极管、放大器、稳压二极管、稳压三极管和衰减器，所述环路滤波器的输出电压依次连接变容二极管、同轴介质谐振器、放大器和衰减器，所述电源模块依次连接稳压二极管和稳压三极管后连接到所述放大器。

在本发明的一种具体实施方式中，该x波段同轴介质频率源还可以包括：金属屏蔽腔，所述同轴介质谐振器模块设置于所述金属屏蔽腔中，并通过盖板进行密封。

通过上述的实施方式，所述同轴介质谐振器模块和放大器1在上腔体独立的金属屏蔽腔。所述的谐波发生模块、混频鉴相模块和环路滤波模块在下腔体的同一个金属屏蔽腔。所述外形尺寸为38mm×37.8mm×14.8mm，总重量约为50g。腔体为一块整铝，机加成形，具有一体化结构；功能电路分腔设计、高频低频、电源分功能区域，减少空间相互辐射；壳体盖板采用锡铅封焊的密封设计，防止电磁波的内外辐射。微波输入输出具有良好的匹配网络设计，输入输出端均有窄带带通滤波器设计，具有良好的谐、杂波抑制度；外部电源输入就近用钽电容滤波，采用馈通滤波绝缘子输入，减少内外电磁干扰。

在本发明的一种具体实施方式中，所述倍频放大模块可以包括：功分器、倍频器、第一放大器和第二放大器；所述同轴介质谐振器模块的输出信号连接于所述功分器的输入端，所述功分器的一路输出连接到所述倍频器的输入端，所述倍频器的输出端连接到所述第一放大器的输入端，所述第一放大器的输出端连接到所述滤波模块的输入端；所述功分器的另一路输出端连接到所述第二放大器的输入端，所述第二放大器的输出端通过绝缘子连接到所述混频鉴相模块的混频器的输入端。

同轴介质谐振器模块输出的信号接入功分器的输入端，功分器的一路输出连接到倍频器的输入端，倍频器输出端连接到第一放大器(同附图中的放大器1)的输入端，第一放大器1的输出端连接到滤波模块(同附图中的滤波器5)的输入端；功分器的另一路输出连接到(同附图中的放大器2)的输入端，第二放大器的输入端通过绝缘子连接到混频器的输入端。

在该种实施方式中，所述的谐波发生模块可以包括：衰减器、第三放大器(同附图中的放大器3)、第一滤波器(同附图中的滤波器1)、第一阶跃二极管(同附图中的第一阶跃二极管1)、第二滤波器(同附图中的滤波器2)、第三滤波器(同附图中的滤波器3)、第四放大器(同附图中的放大器4)、第四滤波器(同附图中的滤波器4)、第五放大器(同附图中的放大器5)和第二阶跃二极管(同附图中的阶跃二极管2)；其中，所述衰减器、第三放大器、第一滤波器、第一阶跃二极管、第二滤波器和第四放大器依次连接；所述第四放大器的输出的第一路依次连接于所述第三滤波器和鉴相器，所述第四放大器的输出的第二路依次连接于第四滤波器、第五放大器、第二阶跃二极管和所述混频鉴相模块的混频器。

在该种实施方式中，所述的混频鉴相模块可以包括：混频器、鉴相器和可编程控制器；所述第二放大器的输出端连接于所述混频器，所述第二阶跃二极管的输出端作为本振信号输入到所述混频器；所述混频器输出端接到所述鉴相器，可编程控制器接入鉴相器，鉴相器的输出端连接于环路滤波器。

所述混频鉴相模块包括混频器、鉴相器、可编程控制器。第二放大器接收来自同轴介质谐振器的信号，输出端连接到混频器，第二阶跃二极管的输出端作为本振信号输入到混频器。混频器输出端接到鉴相器，可编程控制器接入鉴相器，鉴相器的输出端接入环路滤波器。混频器将同轴介质谐振器模块产生的信号和谐波发生模块产生的信号混频，得到一个差频信号，再将差频信号接入鉴相器和第二滤波器输出的一次谐波进行鉴相，输出一个的电压信号，生成的电压信号再经过环路滤波器输入到同轴介质谐振器模块。可编程控制器控制鉴相器的设置参数，鉴相器采用小数分频，鉴相频率高，相位噪声好。

在该种实施方式中，所述的第一滤波器为窄带带通滤波器；所述第二滤波器、第三滤波器和第四滤波器为带通滤波器，所述滤波模块为微带发夹滤波器。

在该种实施方式中，所述同轴介质谐振器模块和第一放大器设置于上腔体独立的金属屏蔽腔中；所述的谐波发生模块、混频鉴相模块和环路滤波模块设置于下腔体的同一个金属屏蔽腔中。

在本发明的一种具体实施方式中，所述金属屏蔽腔为一体化结构。

上述的一种x波段同轴介质谐振器的设计方法，射频输出端和外部参考输入端测试时使用可拆卸sma-k接头。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。