[發明專利]一種用于電子測量儀器的下變頻器及下變頻方法

有效

• 申請號: 201310571827.3
• 申請日: 2013-11-07
• 公開（公告）號: CN103607200A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 劉青松;劉亮;樊曉騰;劉盛;范吉偉;王琨;宣建青;盧凱
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十一研究所
• 主分類號: H03L7/18
• 分類號: H03L7/18;H03D7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及測試技術領域，特別涉及一種用于電子測量儀器的下變頻器，還涉及一種用于電子測量儀器的下變頻方法。

背景技術

現代雷達和無線電通信等技術的發展，各種電子設備對系統測試不斷提出更高的要求，其中重要的一點就是電子測量儀器的本振要有很低的單邊帶相位噪聲。為了得到較低的相位噪聲，目前電子測試儀器的本振信號是由頻率合成方式得到。比較通用的方法是由寬帶VCO(壓控振蕩器)或YTO(YIG調諧振蕩器)鎖定在高穩定度和高分辨率的參考信號上。由于YTO輸出的信號為寬帶微波信號，如3-10GHz，而參考信號的頻率一般為100MHz左右的射頻信號，需要將YTO反饋回來的信號進行下變頻后得到鑒相中頻信號，中頻信號與參考信號進行鑒相從而使YTO鎖定。如何將寬帶的微波信號下變頻到中頻信號，是非常重要的技術。目前最通用的方法是采用取樣變頻技術，用低相位噪聲的一個本振信號，將寬帶微波信號取樣得到中頻信號，取樣過程也就是諧波混頻的過程，本振信號的高次諧波與微波信號混頻，得到中頻信號。

如圖1所示，現有的取樣下變頻器應用電路中，壓控振蕩器13一般為微波寬帶VCO或YTO，輸出寬帶微波信號。小步進本振信號為射頻信號，在取樣下變頻器14中對寬帶微波信號進行取樣，得到小步進的中頻信號。取樣下變頻器14的工作原理是將射頻本振信號經過SRD(階躍恢復二極管)產生梳狀波，梳狀波頻率范圍覆蓋寬帶微波，壓控振蕩器13輸出微波與梳狀波中頻率最接近的本振某次諧波混頻，產生的中頻信號經低通濾波后進入鑒相器11與高分辨率參考信號鑒相，使壓控振蕩器13鎖定。

采用取樣變頻技術的下變頻器雖然可以采用較低頻率的本振信號實現寬帶微波信號的下變頻，但是中頻信號的單邊帶相位噪聲卻受到取樣下變頻器工作原理的限制，不能達到很高的水平。因為取樣變頻采用的諧波混頻技術，微波信號跟射頻本振的高次諧波進行混頻，受到倍頻功率損耗的影響，射頻本振高次諧波的功率受到限制，功率很小時較好的相位噪聲會湮沒在熱噪底中，使噪聲惡化。所以取樣下變頻器只能用于對相位噪聲要求不是特別高的儀器中，如果對本振的相位噪聲要求再高時，取樣下變頻器就不能滿足要求了。

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明提出了一種用于電子測量儀器的下變頻器和下變頻方法。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種用于電子測量儀器的下變頻器，包括：第一混頻器、第一低通濾波器、分頻器、第一鑒相器、第一積分器、第一壓控振蕩器、第二混頻器和第二低通濾波器；

所述第一混頻器接收大步進微波本振信號和鎖相環反饋信號，混頻后輸出中頻信號，所述中頻信號經第一低通濾波器濾波后與參考信號在第一鑒相器中鑒相，第一低通濾波器和第一鑒相器之間還設置有分頻器，第一鑒相器輸出的鑒相誤差信號經第一積分器進行積分濾波，生成第一壓控振蕩器的調諧誤差控制信號，控制第一壓控振蕩器的輸出信號并使其鎖定，第一壓控振蕩器的輸出信號耦接到第一混頻器和第二混頻器，第二混頻器將第一壓控振蕩器的輸出信號和寬帶微波信號混頻，混頻后的輸出信號經第二低通濾波器濾波后與高分辨率參考信號進行鑒相。

可選地，所述大步進微波本振信號為3.2～10GHz，步進0.8Hz，所述分頻器為3分頻器。

可選地，所述第一壓控振蕩器為5-10GHz壓控振蕩器，第一壓控振蕩器和第二混頻器之間還設置有二分頻器。

本發明還提供了一種用于電子測量儀器的下變頻方法，包括以下步驟：

步驟(a)，將大步進微波本振信號與鎖相環反饋信號進行混頻，輸出中頻信號；

步驟(b)，將所述中頻信號低通濾波；

步驟(c)，低通濾波后的中頻信號與參考信號進行鑒相，輸出鑒相誤差信號；

步驟(d)，將鑒相誤差信號進行積分濾波，生成調諧誤差控制信號，控制壓控振蕩器的輸出信號并使其鎖定；

步驟(e)，壓控振蕩器的輸出信號分為兩路，一路作為鎖相環反饋信號與所述大步進微波本振信號進行混頻，另一路與寬帶微波信號進行混頻；

步驟(f)，將壓控振蕩器輸出信號與寬帶微波信號混頻后的輸出信號與高分辨率參考信號進行鑒相。

可選地，所述步驟(c)中，還包括對低通濾波后的中頻信號進行分頻的步驟，分頻后的中頻信號與參考信號進行鑒相。