李鵬　吳代龍

摘 要：在現(xiàn)有雷達以及通訊系統(tǒng)中，頻率綜合器是重要的構成部分，目前重點在軍事國防領域應用范圍較廣。本文以下主要對C波段小頻差頻率綜合器進行研究，要求本振信號基本形式為點頻連續(xù)波，激勵信號是脈沖線性調頻信號，需要確保頻率綜合器能在多個雷達中進行應用。

關鍵詞：頻率合成；C波段；小頻差頻率綜合器

頻率合成理論最早是在30年代中期提出的，頻率綜合器早起形式是可控晶體振蕩器，在手動切換開關基礎上能夠對晶體振蕩器進行控制，產生多個頻率。此類頻率綜合器穩(wěn)定度以及頻率進度是由晶體準確性和穩(wěn)定性來確立的。隨著科學技術的快速發(fā)展，此類合成方法逐步被非相干頻率合成方法所替代，通過應用多個晶體振蕩器產生的所需頻點。電子技術的快速發(fā)展對頻率精度提出了更多更高的要求，為了更好地滿足技術發(fā)展需求，需要對頻率合成技術從實踐中進行深入探究。

一、頻率綜合器基本概述

在通訊以及雷達等電子系統(tǒng)中頻率綜合器是重要的組成設備，當前諸多現(xiàn)代化電子設備以及系統(tǒng)功能的有效展示都需要發(fā)揮出頻率綜合器的應用性能，所以現(xiàn)階段將頻率綜合器當作諸多電子系統(tǒng)的核心器件。目前頻率源的主要分類有合成頻率源以及自激振蕩源。自激振蕩源屬于較為簡單的頻率源，常見的自激振蕩源主要有腔體振蕩器、介質振蕩器、晶體振蕩器、壓控振蕩器等。隨著電子科學技術的全面發(fā)展，對頻率源穩(wěn)定性提出了更多要求。自激振蕩源逐步被頻率合成技術所取代。在頻率合成過程中應用的電子裝置稱之為頻率綜合器。在雷達應用系統(tǒng)中，頻率綜合器應用功能主要是為系統(tǒng)發(fā)射多項激勵信號，屬于系統(tǒng)信號的源頭，其自身應用對雷達系統(tǒng)應用性能影響較大。

二、頻率綜合器主要技術指標分析

目前設備不同應用場合對技術指標產生了較大影響，當前頻率綜合器主要技術指標有以下部分構成。首先是頻譜純度，頻譜純度就是頻率合成信號輸出頻譜偏離弦波譜的量度。目前對信號頻率譜純度影響要素較多，主要有雜散干擾以及相位噪聲。雜散是對頻率綜合器進行檢測的有效指標，在頻率合成過程中產生的多余的、未能得到充分抑制的頻率分量就是雜散。當前雜散傳播的基本途徑較多，外部干擾信號進入系統(tǒng)之后，在頻率合成過程中被會產生幾聲信號。頻率合成階段雜散產生是不可避免的，根據(jù)頻率合成方式的差異，雜散產生量也不同，雜散較大對信號純度以及頻率綜合器應用性能會產生較大影響。所以目前頻率合成過程中雜散越小越好。通過對混頻比進行設計，能夠通過濾波器以及電磁兼容對雜散進行有效控制。頻率短期穩(wěn)定度就是在隨機噪聲影響下導致頻率源產生相位振動情況，相位噪聲就是頻率的穩(wěn)定值。雷達頻率綜合期正常情況下都是在微波頻率中進行工作，針對短期穩(wěn)定度能夠通過時域進行標識，就是一段時間內頻率變化量的相對值?？梢酝ㄟ^頻域進行描述，是相位噪聲功率譜密度。相位噪聲大小值與輸出頻率之間聯(lián)系較為密切。

合成頻率源輸出頻率與振蕩器之間存在差異，頻率不是呈現(xiàn)出連續(xù)性變化，在某段頻率間隔跳變，頻率源基本范圍是由多個頻率點所構成。相鄰信號之間的頻率差值是最小頻率步進。隨著頻率綜合器實際用途的差異對頻率分辨率要求具有一定差異。頻率基本轉換時間就是跳頻時間，就是當頻率源接收到相關指令之后，頻率基本轉換時間，在這個過程中將時間控制的越短越好。

三、C波段小頻差頻率綜合器的設計探析

本文研究的C波段小頻差頻率綜合器輸出頻率是C波段，信號形式是接收本振信號以及發(fā)射激勵信號，激勵信號對本振信號的抑制在≥70dB，雜散≤-70dB，跳頻點數(shù)在50個。目前合成頻率源的主要途徑有直接式和間接式，各個途徑又能分為模擬式與數(shù)字式。直接式頻率綜合器在相位噪聲以及頻率跳變過程中應用價值較高，間接式頻率綜合器自身體積較小，電路布設較為簡單，能夠有效抑制雜散能力。在對C波段小頻差頻率綜合器進行設計過程中，需要注意相關問題。本文為了降低頻率綜合器受到雷達站的干擾性，更好地適應雷達組網基本需求，需要對雷電之間的頻率點進行控制。在實際工作運行過程中，雷達之間會出現(xiàn)一定頻差，實際工作頻率也存有一定差。C波段小頻差頻率綜合器中的小頻差就是雷達之間對應的頻率點最小值比C波段工作頻率要低，實際頻差需要控制在幾兆赫茲范圍內。

根據(jù)頻率綜合器各項指標要求，在整體方案設計過程中可以選取直接式頻率合成以及間接式頻率合成方式。在合成過程中，需要確立頻標，這樣有助于控制合成。為了確保頻率合成難度有效降低，在低頻段產生復雜信號，經過混頻之后再到達C波段。在滿足電氣指標各項要求基礎上，對生產成本進行控制，確定系統(tǒng)設計方案。

在設計方案中主要由幾個部分構成，分別是頻率模塊、頻標產生模塊、射頻產生模塊、電源交換模塊。在參考頻率模塊中，對參考信號產生單元中的信號進行隔離放大，在輸出基本模塊中建立多個信號產生單元，能夠輸出給頻標產生模塊。頻標產生模塊在相關模塊影響下會分為兩路，分別是產生中頻信號以及內部本振信號燈。這兩路信號通過上變頻之后產生C波段頻標信號之后進行輸出，能夠送給射頻產生模塊。視頻模塊基本應用價值就是通過濾波、放大、混頻等能夠有效消除多余信號，確保信號放大過程中能夠滿足功率電平輸出。對C波段小頻差頻率綜合器進行設計時，還需要對其關鍵技術指標與研制基本要求之間進行對比分析，目前主要技術指標有相位噪聲、雜散調控、跳頻時間等。對關鍵指標造成影響的器件較多，主要有晶體振蕩器、分頻器、鎖相環(huán)、隔離放大器、開關濾波組件等，對此類器件進選用對設計影響較為重要[6]。

結語：

綜合上述，當前C波段小頻差頻率綜合器設計過程中，需要對各項運行指標展開測試，確保滿足系統(tǒng)各項運行指標要求，并且對其一段時間運行情況進行分析，確保其具備良好的運行性能。在設計探究過程中需要對主要設計技術參數(shù)、技術指標、重點器件等進行分析，確保設計性能的有效提升。

參考文獻：

[1]馮焱，羅陽，陳貴燦等.具有穩(wěn)定環(huán)路帶寬功能的多模分數(shù)頻率綜合器[J].西安電子科技大學學報（自然科學版），2013，40（5）：119-123，193.