[其他]调频单路单载波发生器

说明书

本发明涉及微波通信设备，是一种调频单路单载波发生器（简称FM-SCPC发生器）。

在卫星通信地面站的通信设备中，发送部分的调频单路单载波信号发生器（FM-SCPC发生器）通常由两个标频发生器、频率调制器、混频器、频率合成器和带通滤波器组成。标频发生器I产生稳定的频率f₁输入频率调制器，由基带信号对f₁进行调频，产生中心频率为f₁的调频信号;标频发生器Ⅱ产生稳定的频率f_r，经过频率合成器输出可以预置或程控的频率为f₂＝Nf_r（N为可预置或程控的正整数）的信号;中心频率为f₁的调频信号和可预置或程控的频率为f₂的信号分别输入混频器的信号输入端和本振输入端进行混频，混频信号经过带通滤波器取出f₁和f₂的和频或差频信号f₀，即得到中心频率可预置或程控的调频单路单载波信号（FM-SCPC信号）。这种方案电路结构复杂、调试工作困难。而且，由于混频器的非线性，在其输出信号中含有许多干扰频率分量，而单路单载波系统要求f₀的变化范围（即带通滤波器的3分贝带宽）往往很宽，为了取出有用的FM-SCPC信号，而不允许有较低阶的混频干扰落入带通滤波器的3分贝带宽内，这就造成了f₁、f₂与f₀三个频率之间苛刻的制约条件，使选用频率困难，因而往往限制了该方案的推广应用。

本发明的目的在于针对现有技术中的缺点，研制一种电路结构简单、调试方便的调频单路单载波信号发生器，它能解决上述大范围改变本振频率时选择混频频率的困难，以便能在实际中推广应用。

本发明将频率调制器和频率合成器合为一体，采用一个锁相环来实现频率调制与频率合成两种功能，不需要混频而直接产生FM-SCPC信号。它由标频发生器（1）、鉴相器（2）、环路滤波器（3）、相加器（4）、压控振荡器（简称VCO）（5）和程序分频器（6）等组成。标频发生器（1）产生的稳定频率f_r输入鉴相器（2），作为锁相环的参考频率。VCO（5）的工作频率f₀经过由频率选择开关或微机控制的程序分频器（6）进行N次分频后输入鉴相器（2），N的大小可由频率选择开关手控或由微机程控，锁相环路锁定后f₀/N＝f_r，所以工作频率f₀＝Nf_r可以通过手控或程控每间隔f_r进行变化。鉴相器（2）输出的信号经过环路滤波器（3）输出控制电压，并与基带信号一起输入相加器（4）相加后输入VCO（5），控制电压使f₀跟踪f_r（即f₀＝Nf_r），基带信号由于环路滤波器作用而不参与环路反馈，而对f₀进行调频。这样，在VCO（5）的输出端就得到了中心频率为f₀的可以手控或程控改变的调频信号，称为调频单路单载波信号（简称FM-SCPC信号）。

由于工作频率f₀的变化范围往往要求很宽，一般锁相环的捕捉带和同步带的范围达不到所要求的带宽，或者即使能够捕捉，捕捉的时间也很长。为了解决这个问题，本发明增设一个数/模（D/A）变换器（7），其输出接到相加器（4），由频率选择开关或微机分别供给程序分频器（6）和D/A变换器（7）以相应的码组，在程序分频器（6）改变N的同时，D/A变换器（7）输出一个粗调电压到相加器（4），与环路滤波器（3）输出的细调电压相加后，输入VCO（5）的振荡回路作为控制电压。