[發(fā)明專利]一種低噪聲分布式幅度調(diào)制電路及調(diào)制方法、微波信號發(fā)生器

有效

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• 申請日: 2018-06-25
• 公開（公告）號: CN108964612B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊彪;段喜東;朱偉峰;姜萬順;高棟;姚廷明;盧凱;孫茂然;孟勇萍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團公司第四十一研究所
• 主分類號: H03C1/02
• 分類號: H03C1/02
• 代理公司: 北京捷誠信通專利事務(wù)所(普通合伙) 11221
• 代理人: 董喜

本發(fā)明提出了一種分布式幅度調(diào)制電路，屬于微波信號發(fā)生器技術(shù)領(lǐng)域。所述分布式幅度調(diào)制電路用于微波信號發(fā)生器，包括多個級聯(lián)的幅度調(diào)制單元，每個幅度調(diào)制單元包括幅度調(diào)制器、驅(qū)動電路和放大器，通過調(diào)節(jié)各個幅度調(diào)制單元中幅度調(diào)制器的衰減量，改變微波信號發(fā)生器輸出功率。采用本發(fā)明的分布式幅度調(diào)制電路，在信號源輸出小功率的情況下，可由多級分布式的幅度調(diào)制器對信號進行適量的衰減，可實現(xiàn)較高信噪比；避免噪聲底部的抬高和相位噪聲的惡化，從而提高信號質(zhì)量。本發(fā)明還公開了一種低噪聲分布式幅度調(diào)制方法、微波信號發(fā)生器。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及信號發(fā)生器領(lǐng)域，特別涉及一種低噪聲分布式幅度調(diào)制電路及調(diào)制方法、微波信號發(fā)生器。

背景技術(shù)

通用型微波信號發(fā)生器是常用的微波測量儀器之一，根據(jù)測試需求，信號發(fā)生器可輸出指定頻率、指定功率、指定調(diào)制類型的信號，用于模擬各種測試場景；在不借助外部固定衰減單元的情況下，微波信號發(fā)生器輸出功率動態(tài)范圍可達到50dB甚至更高，這樣給信號質(zhì)量帶來了巨大的挑戰(zhàn)，當微波信號發(fā)生器輸出功率變化的情況下，信號噪聲底部也發(fā)生變化，具體表現(xiàn)為當微波信號發(fā)生器輸出小功率的情況下，輸出信號噪聲底部抬高，相位噪聲也隨之惡化，動態(tài)范圍越大，噪聲底部越高，相位噪聲惡化越嚴重，該問題嚴重影響微波信號發(fā)生器輸出信號各項噪聲指標。

圖1示出了微波信號發(fā)生器的一個典型電路，該電路采用自動電平控制(Autolevel control，ALC)技術(shù)和幅度調(diào)制技術(shù)，自動電平控制主要功能是精準控制信號輸出功率，幅度調(diào)制技術(shù)則主要功能是將幅度信息調(diào)制到載波便于傳輸。因ALC電路中的幅度控制電路和信號發(fā)生器中的幅度調(diào)制電路作用都是對信號幅度進行調(diào)理，為簡化微波信號發(fā)生器方案，ALC環(huán)路中的幅度控制電路和幅度調(diào)制電路通常是共用同一電路，即圖1中所示的幅度調(diào)制電路，幅度調(diào)制電路后端為多級級聯(lián)放大器，作用為對微波信號進行放大。信號發(fā)生器輸出信號通過定向耦合器耦合一路信號進行檢波，得到對應(yīng)功率的檢波電壓，檢波電壓放大后與預(yù)設(shè)功率對應(yīng)的參考電壓進行比較，比較器輸出放大后的電壓差，通過驅(qū)動器轉(zhuǎn)換后調(diào)節(jié)幅度調(diào)制器衰減量，改變微波信號發(fā)生器輸出功率，該環(huán)路一直重復(fù)以上的動態(tài)調(diào)節(jié)狀態(tài)，直至檢波電壓與參考電壓相等，即信號輸出功率達到預(yù)設(shè)功率時穩(wěn)定。

微波信號發(fā)生器還可以采用其他電路實現(xiàn)，目前，現(xiàn)有的微波信號發(fā)生器都是采用單級幅度調(diào)制電路，即如圖1中虛線框內(nèi)所示的幅度調(diào)制電路，幅度調(diào)制器為單級調(diào)制器，信號發(fā)生器輸出功率動態(tài)范圍即為幅度調(diào)制器最大衰減量，幅度調(diào)制器后端為多級級聯(lián)放大器，用于微波信號功率放大輸出。

在微波信號發(fā)生器最小輸出功率狀態(tài)下，幅度調(diào)制器(幅度控制器)達到最大衰減量，例如信號發(fā)生器動態(tài)范圍為50dB甚至更高，幅度調(diào)制電路的衰減量將達到50dB甚至更高，理論上信號噪聲底部最低為-174dBm/Hz，小功率信號輸出情況下，信號衰減50dB甚至更高，但噪聲底部卻已經(jīng)到達極限理論值，信噪比惡化嚴重，經(jīng)過后端放大器放大后，噪聲底部隨信號放大抬高，相位噪聲惡化，信號質(zhì)量下降。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提出了一種低噪聲分布式幅度調(diào)制電路及調(diào)制方法、微波信號發(fā)生器，采用分布式幅度調(diào)制改善噪聲底部，提高相位噪聲。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種分布式幅度調(diào)制電路，用于微波信號發(fā)生器，包括多個級聯(lián)的幅度調(diào)制單元，每個幅度調(diào)制單元包括幅度調(diào)制器、驅(qū)動電路和放大器，通過調(diào)節(jié)各個幅度調(diào)制單元中幅度調(diào)制器的衰減量，改變微波信號發(fā)生器輸出功率。

可選地，各級幅度調(diào)制單元的設(shè)置滿足以下條件：

NGin+Gn-ATTnNG+K

其中，NG為整個信號鏈路最低噪聲底部；NGin為輸入信號功率為Pin時所對應(yīng)的噪聲底部；G1～Gn為各級幅度調(diào)制單元放大器增益；ATT1～ATTn為各級幅度調(diào)制器衰減量；K為余量值。

可選地，所述K＝5～10dB。