[发明专利]基于数字分频与谐波混频的高频点频源合成电路

说明书

本发明提供了一种基于数字分频与谐波混频的高频点频源合成电路，包括基准频点和合成电路，基准频点与合成电路相连，合成电路包括依次相连接倍频功分电路、锁相环路和谐波混频电路，谐波混频电路连接有第一放大滤波电路，第一放大滤波电路连接有高频点频源输出端。本发明提供的高频点频源合成电路在获得超低相噪点频源的基础上获得了高指标的相位噪声，实现了3GHz至10GHz带宽内全频段的覆盖，极大限度的节约了电路的成本。本发明要得到高频点频源，针对不同的频点，具体到锁相环路的输出为固定的频点，因此，锁相环路中的数字频率合成器和计数分频器的分频比均为固定值，将分频比都固化到CPLD芯片中，实现零控制合成高频可变点频源。

技术领域

本发明涉及高频点频源合成领域，具体涉及基于数字分频与谐波混频的高频点频源合成电路。

背景技术

现阶段的各种高频点频源设计中，对点频源的种类需求越来越多。同时，对点频源的相位噪声、体积和成本提出了更高的要求。

目前的点频源设计中，主要通过两种方案获得：

第一种为选用高指标的基准频点(通常为100MHz)，通过N1次整数倍频与N2次整数分频，获得想要的频点。但是，这种方法获得的频点比较规则，与基准频点有一定的整数倍关系，很难获得频率分辨率达1Hz的频率可变点频源，同时，直接倍频的方式实现的频率近远端噪声都会比较高。想要获得高相位噪声的指标，后端需要添加窄带滤波器进行滤波。通常，在100MHz以下的窄带滤波，可借助高Q值的晶体滤波器来实现。而在300MHz以上的微波波段，高Q值的声表面技术可以实现对信号的窄带滤波。目前国内声表面滤波器最高频率能做到2.5GHz，因此想要获得3GHz至10GHz范围内的高相位噪声的点频源，首先应该获得2.5GHz以下的频率，之后通过滤波倍频获得。但是，这种滤波器体积大，成本高，针对不同的点频，需要进行定制，通用性低。

第二种方案为选用高指标的基准频点(通常为100MHz)和一个窄带VCO，通过单环锁相的方式获得。锁相环电路主要由鉴相器(PD)、环路滤波器(LPF)、压控振荡器(VCO)和计数分频器(N)组成。电路设计中首先将VCO的输出信号经计数器分频，输入到鉴相器。鉴相器中也同时输入基准信号，鉴相器输出与两种信号相位移成正比的误差信号。LPF将PD输出的脉冲误差信号转换为直流信号，并送至VCO的输入端调节VCO的输出频率，当分频器的信号与参考信号一致时，VCO输出稳定。这种方法获得的点频，其输出频率近端(环路带宽以内)相噪由参考决定，远端(环路带宽以外)相噪由VCO决定，远端噪声会比第一种方案的噪声低。根据相噪恶化公式，相位噪声以20lgN的关系恶化，因此，对于高频段的点频源，使用这种方法近端很难获得理想的相噪指标，而且，此种方案受限于窄带VCO的带宽，很难实现5GHz至10GHz带宽内全频段的覆盖，如果选用宽带的VCO产生高频点频，增加了电路成本，同时造成资源浪费。

发明内容

针对现有的获得高频点频源的方案中存在的频率分辨率不够，成本过高，很难实现5GHz至10GHz带宽内全频段的覆盖的问题，本发明提供了一种基于数字分频与谐波混频的高频点频源合成电路。

本发明采用以下的技术方案：

基于数字分频与谐波混频的高频点频源合成电路，包括基准频点和合成电路，基准频点与合成电路相连，所述合成电路包括依次相连接倍频功分电路、锁相环路和谐波混频电路，谐波混频电路连接有第一放大滤波电路，第一放大滤波电路连接有高频点频源输出端。

优选地，所述倍频功分电路包括十六倍频器，十六倍频器连接有第二放大滤波电路，第二放大滤波电路连接有第一功分器，第一功分器连接有第二功分器。