[發(fā)明專利]一種用于干涉雷達(dá)的多路輸出線性掃頻源及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810797532.0
• 申請(qǐng)日: 2018-07-19
• 公開（公告）號(hào): CN108988856B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李松斌;袁名勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所南海研究站
• 主分類號(hào): H03L7/18
• 分類號(hào): H03L7/18;G01S7/02
• 代理公司: 北京方安思達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;楊青

1.一種用于干涉雷達(dá)的多路輸出線性掃頻源，其特征在于，所述線性掃頻源包括：PCB電路板以及設(shè)置于其上的微處理器、參考時(shí)鐘電路、鎖相環(huán)電路、有源環(huán)路濾波電路、壓控振蕩器、分頻電路和掃頻輸出電路；

所述微處理器，用于控制掃頻源工作方式，對(duì)鎖相環(huán)電路進(jìn)行邏輯控制，使其輸出相應(yīng)的掃頻頻率，還用于控制整個(gè)掃頻源的工作狀態(tài)；

所述參考時(shí)鐘電路，用于產(chǎn)生外部基準(zhǔn)頻率，提供給鎖相環(huán)電路；

所述鎖相環(huán)電路，用于進(jìn)行邏輯計(jì)算、進(jìn)行頻率合成，輸出電壓；

所述有源環(huán)路濾波電路，用于濾除和衰減鎖相環(huán)輸出電壓中的高頻噪聲，然后輸出至壓控振蕩器；

所述壓控振蕩器，用于根據(jù)輸入的電壓振蕩產(chǎn)生原始頻率信號(hào)，輸出至向分頻電路和掃頻輸出電路；

所述分頻電路，用于根據(jù)分頻的參數(shù)對(duì)原始頻率信號(hào)進(jìn)行分頻、濾波處理并輸出；

所述掃頻輸出電路，用于接收分頻電路輸出的信號(hào)并進(jìn)行放大，輸出掃頻信號(hào)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于干涉雷達(dá)的多路輸出線性掃頻源，其特征在于，所述線性掃頻源包括：電源電路，用于為整個(gè)線性掃頻源提供供電電壓，所述電源電路包括第一電源和第二電源。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于干涉雷達(dá)的多路輸出線性掃頻源，其特征在于，所述鎖相環(huán)電路包括：邏輯運(yùn)算單元、R分頻器、N分頻器、主串行口、鎖定檢測(cè)、寄存器控制、上電復(fù)位電路、電荷泵、小數(shù)調(diào)制器和SPI通行串口。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的用于干涉雷達(dá)的多路輸出線性掃頻源，其特征在于，所述分頻電路包括：第一分頻電路和第二分頻電路；

所述第一分頻電路，用于將原始頻率信號(hào)進(jìn)行1/2分頻并對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波處理；

所述第二分頻電路，用于將原始頻率信號(hào)進(jìn)行1/4分頻并對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波處理。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于干涉雷達(dá)的多路輸出線性掃頻源，其特征在于，所述掃頻輸出電路包括：第一掃頻輸出電路、第二掃頻輸出電路和第三掃頻輸出電路；

所述第一掃頻輸出電路，用于對(duì)第一分頻電路輸出的信號(hào)進(jìn)行放大，輸出1/2倍頻掃頻信號(hào)，輸出頻率范圍為：5.2GHz-5.7GHz；

所述第二掃頻輸出電路，用于對(duì)壓控振蕩器輸出的信號(hào)進(jìn)行放大，輸出原始頻率掃頻信號(hào)，輸出頻率范圍為：10.4GHz-11.4GHz；

第三掃頻輸出電路，用于對(duì)第二分頻電路輸出的信號(hào)放大，輸出1/4倍頻掃頻信號(hào)，輸出頻率范圍為：2.6GHz-2.85GHz。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于干涉雷達(dá)的多路輸出線性掃頻源，其特征在于，所述PCB電路板為高頻混壓結(jié)構(gòu)；所述PCB電路板包括PCB層疊和微帶阻抗，所述PCB層疊為4層：第一層為元件布局和射頻信號(hào)布線設(shè)計(jì)層，第二層為GND，第三層為VCC，底層為非敏感信號(hào)布線設(shè)計(jì)；所述PCB電路板的射頻信號(hào)布線采用弧度為60°的布線方式；其微帶阻抗匹配計(jì)算公式如下：

Z＝{87/[sqrt(ε_r+1.41)]}In[5.98H/(0.8W+T)]

其中，ε_r為PCB板材材質(zhì)介電常數(shù)，W為走線設(shè)計(jì)寬度，T為PCB布線銅皮厚度，H為走線層到參考平面的距離。

7.一種用于干涉雷達(dá)的多路輸出線性掃頻源的控制方法，所述方法包括：

步驟S1)接通線性掃頻源的電源電路，電源電路輸出電壓；

步驟S2)線性掃頻源開始運(yùn)行，微處理器通過SPI通信方式，向鎖相環(huán)電路發(fā)送觸發(fā)信號(hào)，配置工作模式、起始頻率、停止頻率、分頻比和步進(jìn)數(shù)；

步驟S3)鎖相環(huán)電路接收到觸發(fā)信號(hào)后開始工作，且邏輯運(yùn)算單元根據(jù)微處理器發(fā)送的數(shù)據(jù)，按照鎖相環(huán)自身的邏輯，對(duì)每個(gè)頻點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的N值計(jì)算，同時(shí)對(duì)外部參考頻率的R值進(jìn)行計(jì)算，并進(jìn)行數(shù)據(jù)裝載和保存；

步驟S4)數(shù)據(jù)裝載完成后，鎖相環(huán)將壓控振蕩器的振蕩頻率和外部時(shí)鐘產(chǎn)生的參考頻率進(jìn)行相位比較，然后鎖相環(huán)電荷泵輸出三角波信號(hào)經(jīng)過有源環(huán)路濾波放大電路對(duì)壓控振蕩器進(jìn)行調(diào)諧；

步驟S5)壓控振蕩器根據(jù)調(diào)諧信號(hào)大小，輸出穩(wěn)定的線性掃頻頻率。