題-1_100_100.jpg)
基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- X波段低相噪頻率合成器
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 本作品為X波段低相噪頻率合成器，采用了創(chuàng)新型的鎖相環(huán)結(jié)構(gòu)，在鎖相環(huán)路中利用混頻下變頻的方式來部分取代了傳統(tǒng)鎖相環(huán)路中的分頻技術(shù)，通過降低鎖相環(huán)路的分頻比N來是頻率合成器的相噪指標(biāo)得到改善。
- 詳細(xì)介紹：
- 本作品是在經(jīng)典鎖相頻率合成方法的基礎(chǔ)上，在其反饋回路里添加了混頻模塊。通過選擇適當(dāng)?shù)谋菊裥盘?hào)與輸出信號(hào)信號(hào)混頻來獲得相對(duì)較低的IF信號(hào)，然后經(jīng)過小分頻比分頻后，最終與鑒相參考信號(hào)Fref進(jìn)行相位比較，然后產(chǎn)生基于兩個(gè)信號(hào)相位差的誤差電壓信號(hào)，該電壓信號(hào)通過環(huán)路低通濾波器濾除其附帶的噪聲信號(hào)和高頻分量后，送入到VCO，控制VCO糾正輸出信號(hào)的頻率，生成想要的信號(hào)。 該系統(tǒng)主要的技術(shù)特點(diǎn)如下： 采用混頻模塊來降低輸出反饋信號(hào)的頻率，從而降低反饋環(huán)路的分頻比N，使得系統(tǒng)整體的相位噪聲得到可觀的改善。 鎖相環(huán)的相位噪聲可通過下面的公式計(jì)算： PN=PNnoisefloor+10logfPD+20logN （式中PNnoisefloor為鑒相器噪聲基底，fPD為鑒相頻率，N為反饋環(huán)路分頻比） 由公式可得，在傳統(tǒng)的單環(huán)PLL中，N分頻器惡化了系統(tǒng)的相噪（20*LogN）dB，當(dāng)N降低時(shí)，相位噪聲就會(huì)隨著改善。本作品中在PLL的反饋回路內(nèi)采用混頻下變頻的方式優(yōu)化了傳統(tǒng)的N分頻技術(shù)，進(jìn)而使PLL反饋環(huán)路的分頻比N降低，達(dá)到明顯改善系統(tǒng)相位噪聲的目的。比如，當(dāng)要產(chǎn)生11GHz頻點(diǎn)的時(shí)候，如果不采用混頻模塊，反饋回路的分頻比N為440（鑒相頻率為25MHz），而選取12GHz的信號(hào)作為本振信號(hào)與輸出信號(hào)進(jìn)行下變頻混頻后，得到的中頻信號(hào)為1GHz，分頻比N降低為40，系統(tǒng)整體的相噪在理論上可以得到20.8dB的改善。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的：實(shí)現(xiàn)X波段低相噪頻率合成器的設(shè)計(jì)和加工，達(dá)到改善傳統(tǒng)PLL相噪指標(biāo)的目的。 基本思路：在鎖相環(huán)路中利用混頻下變頻的方式來部分取代了傳統(tǒng)鎖相環(huán)路中的分頻技術(shù)，通過降低鎖相環(huán)路的分頻比N來達(dá)到降低頻率合成源的相噪指標(biāo)的目的； 創(chuàng)新點(diǎn)： 1）采用了新的設(shè)計(jì)方案，與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案相比，該設(shè)計(jì)方案實(shí)現(xiàn)了更優(yōu)良的性能。 2）項(xiàng)目設(shè)計(jì)了低分頻比結(jié)構(gòu)的PLL，同時(shí)，利用混頻下變頻的方法實(shí)現(xiàn)變頻，從而降低環(huán)路的分頻比。 技術(shù)指標(biāo)：輸出頻段10～11.5GHz；步進(jìn)250MHz；雜散<-65dBc；相噪<-90dBc/Hz@10kHz；輸出功率>10dBm。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 本作品是在經(jīng)典鎖相頻率合成方法的基礎(chǔ)上，在其反饋回路里添加了混頻模塊。通過選擇適當(dāng)?shù)谋菊裥盘?hào)與輸出信號(hào)信號(hào)混頻來獲得相對(duì)較低的IF信號(hào)，然后經(jīng)過小分頻比分頻后，最終與鑒相參考信號(hào)Fref進(jìn)行相位比較，然后產(chǎn)生基于兩個(gè)信號(hào)相位差的誤差電壓信號(hào)，該電壓信號(hào)通過環(huán)路低通濾波器濾除其附帶的噪聲信號(hào)和高頻分量后，送入到VCO，控制VCO糾正輸出信號(hào)的頻率，生成想要的信號(hào)。 該系統(tǒng)主要的技術(shù)特點(diǎn)如下： 采用混頻模塊來降低輸出反饋信號(hào)的頻率，從而降低反饋環(huán)路的分頻比N，使得系統(tǒng)整體的相位噪聲得到可觀的改善。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 暫無
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 協(xié)商確定
作品可展示的形式
- 圖片，樣品
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：正如作品的名稱所示，本作品最大的特點(diǎn)就是相噪指標(biāo)低，由于采用了不同于經(jīng)典PLL的結(jié)構(gòu)，相噪指標(biāo)優(yōu)于很多其他同類頻率合成器，而指標(biāo)的優(yōu)異決定了其在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的優(yōu)勢(shì)。 適應(yīng)范圍：X波段頻率合成器被廣泛應(yīng)用于射頻微波領(lǐng)域，比如通訊領(lǐng)域的發(fā)射和接收機(jī)，軍事雷達(dá)，電子對(duì)抗，制導(dǎo)武器等系統(tǒng)。
同類課題研究水平概述
- 國外： 2006年6月，Ki-Jae Song 和Jae-Il Lee等人在L波段采用下變頻混頻的結(jié)構(gòu)將N降低到50。它的輸出頻率是1.7～2.0GHz，相位噪聲<-90dBc/Hz@10kHz。 2009年10月，Minsu Kim和Jaehung Choi等人在S波段左右采用DDS加下變頻混頻PLL的結(jié)構(gòu)將分頻比N降低到77，它最終的輸出頻率是3.7～4.7GHz，相位噪聲<-91dBc/Hz@10k。 國內(nèi)： 2007年電子科大任威采用下變頻混頻研制了11.1～13.1GHz的頻率源，步進(jìn)10MHz，相位噪聲<-88dBc/Hz@10kHz。 2010年電子科大葉莉娜采用下變頻混頻研制了X波段的頻率源，輸出頻率9.8～10.8GHz，步進(jìn)5MHz，相位噪聲<-88dBc/Hz@10kHz。 可以看出，我們所采用的方案在相噪指標(biāo)方面還是非常有競(jìng)爭(zhēng)力的。需要指出的是：由于在測(cè)試中LO模塊采用了實(shí)驗(yàn)室的AV1481C信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的信號(hào)，它在12G的相位噪聲只有-95dBc/Hz@10k，所以實(shí)際測(cè)得的輸出頻率的相位噪聲也只有-90dBc/Hz@10kHz。若采用DRO或者梳妝譜發(fā)生器產(chǎn)生LO信號(hào)，輸出頻率的相噪能達(dá)到-100dBc/Hz@10kHz，優(yōu)于目前國內(nèi)在X波段研制的頻率源方案。目前LO模塊正在制作當(dāng)中。
