[發明專利]一種高相噪寬帶微波產生方法、裝置及電路

在審

• 申請號: 202011561278.8
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112737578A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 何宗銳
• 申請（專利權）人: 廣州辰創科技發展有限公司
• 主分類號: H03L7/099
• 分類號: H03L7/099;H03L7/093;H03L7/08
• 代理公司: 廣州市越秀區哲力專利商標事務所(普通合伙) 44288
• 代理人: 成嬋娟

1.一種高相噪寬帶微波產生方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1:通過壓控振蕩器VCO輸出滿足寬調諧范圍的頻率信號；

所述壓控振蕩器VCO采用鎖相環結構，包括MOS管轉換電路、交叉耦合和開關電容陣列，所述MOS管轉換電路輸出一路可連續變化的諧振頻率信號，所述開關電容陣列輸出一路可分立變化的諧振頻率信號；所述壓控振蕩器VCO的輸出端連接有YIG調諧振蕩器，所述YIG調諧振蕩器根據輸入的可連續變化的諧振頻率信號和可分立變化的諧振頻率信號進行頻率合成諧調，輸出一個在預設寬調諧范圍內的頻率信號；

S2:對輸出的在預設寬調諧范圍內的頻率信號進行隔離后輸出，并將經過隔離后的輸出信號通過放大器進行放大；

S3:對放大后的頻率信號進行濾波，若是低頻率的信號，采用低通濾波器，若是高頻率的信號，采用帶通濾波器，所述濾波器的輸入端連接標準信號源，所述濾波器的輸出端與鑒相器的信號輸入源連接；

S4:所述鑒相器基于標準信號源對輸入至濾波器的頻率信號進行鑒相，并將所述頻率信號拉向標準信號源，提高輸出信噪比。

2.如權利要求1所述的高相噪寬帶微波產生方法，其特征在于，所述MOS管轉換電路包括高壓MOS管鏈與低壓MOS管鏈，當輸入信號經過所述高壓MOS管鏈傳輸至所述低壓MOS管鏈時，所述高壓MOS管鏈與低壓MOS管鏈中的MOS管的溝道長度逐漸變化，從而產生一路可連續變化的諧振頻率信號。

3.如權利要求1所述的高相噪寬帶微波產生方法，其特征在于，當鎖相環處于開環狀態時，根據用戶設置的頻率，預置壓控振蕩器VCO的工作頻率，當鎖相環處于閉環狀態時，根據設定的預置頻率，控制壓控振蕩器VCO輸入的尾電流值，使壓控振蕩器VCO單邊輸出擺幅處于穩定狀態，從而使壓控振蕩器VCO穩定振蕩。

4.一種實現如權利要求1所述方法的裝置，其特征在于，包括：

壓控振蕩器VCO，所述壓控振蕩器VCO用于輸出滿足寬調諧范圍的頻率信號；

YIG調諧振蕩器，所述YIG調諧振蕩器用于對所述壓控振蕩器VCO輸出的頻率信號進行合成調諧；

小數分頻振蕩電路，用于產生合成寬帶微波信號所需的鑒相參考標準信號源；

放大器，用于將隔離后的輸出信號進行放大；

低通濾波器，用于對放大器輸出后的低頻率信號進行濾波，濾除交調信號、高純點頻信號及其諧波；

帶通濾波器，用于對放大器輸出后的高頻率信號進行濾波，濾除高純點頻信號；

鑒相器，用于實現小分數分頻振蕩電路輸出的參考標準信號和YIG調諧振蕩器輸出的頻率信號進行鑒相，并將所述頻率信號拉向標準信號；

環路積分器，用于實現輸入信號的積分和濾波，并且產生積分電壓傳輸到壓控振蕩器VCO實現鎖相環的閉環。

5.如權利要求4所述的裝置，其特征在于，

所述壓控振蕩器VCO采用鎖相環結構，其中一路包括采用差分結構的積累型MOS管鏈，用于輸出可連續變化的諧振頻率信號，另一路包括4bit的開關電容陣列，用于輸出可分立變化的諧振頻率信號。

6.如權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述壓控振蕩器VCO還包括交叉耦合和差分電感，所述交叉耦合用于當壓控振蕩器VCO單邊輸出擺幅處于減幅振蕩時為壓控振蕩器VCO維持穩定振蕩提供能量源。

7.一種用于如權利要求1中所述方法的電路，其特征在于，包括鎖相環、放大器和濾波器，所述鎖相環包括依次連接的壓控振蕩器VCO、耦合器、YIG調諧振蕩器、鑒相器，其中壓控振蕩器VCO與耦合器相連，處理后的信號從耦合器輸出至YIG調諧振蕩器，所述YIG調諧振蕩器向前傳輸信號依次連接放大器、濾波器和鑒相器，所述濾波器的輸入端連接標準信號源，所述濾波器的輸出端與鑒相器的信號輸入源端連接，所述鑒相器的電壓輸出通過濾波器與壓控振蕩器的控制電壓的輸入端連接，所述鑒相器的輸入端還連接有用于產生合成寬帶微波信號所需的鑒相參考標準信號源的小數分頻振蕩電路。