王玉江 趙達(dá)軍 張 博 葉忠彬

(四川航天電子設(shè)備研究所 成都 610100)

0 引言

當(dāng)雷達(dá)系統(tǒng)的射頻信號(hào)、本振信號(hào)、時(shí)鐘信號(hào)和參考信號(hào)等均由同一基準(zhǔn)源提供，且這些信號(hào)之間均保持確定的相位關(guān)系，即相位相參，這種雷達(dá)系統(tǒng)統(tǒng)稱(chēng)為全相參系統(tǒng)[1]。全相參雷達(dá)體制可以得到多普勒頻率來(lái)獲取目標(biāo)的速度信息，使雷達(dá)對(duì)目標(biāo)識(shí)別從距離一維擴(kuò)展到距離-速度兩維，提高了目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)概率，這種體制是實(shí)現(xiàn)頻率捷變技術(shù)和線性調(diào)頻技術(shù)的基礎(chǔ)，可以產(chǎn)生復(fù)雜的信號(hào)波形，來(lái)提高雷達(dá)的低截獲概率和抗有源干擾的能力[2]。頻率源作為全相參雷達(dá)系統(tǒng)的核心，本文采用直接頻率合成技術(shù)，其具有相位噪聲低、轉(zhuǎn)換時(shí)間快、穩(wěn)定可靠等主要優(yōu)點(diǎn),該技術(shù)在高速、低相噪頻率合成領(lǐng)域仍占有一定的地位。由于直接頻率合成技術(shù)以高穩(wěn)定晶體振蕩器為基準(zhǔn)源，采用大量的倍頻、分頻、放大、濾波等模擬器件,因模擬器件的非線性影響難以抑制,容易產(chǎn)生過(guò)多的雜散分量，大量的模擬器件導(dǎo)致體積較大,故采用金屬隔離條的形式來(lái)減小不同信號(hào)間的串?dāng)_，提高雜散抑制度；采用射頻多層板方式來(lái)減小體積。最終通過(guò)運(yùn)用直接頻率合成技術(shù)的相關(guān)理論，采用有效的信號(hào)串?dāng)_隔離屏蔽技術(shù)，借用ADS阻抗匹配仿真方法，設(shè)計(jì)了一種具有相位噪聲較低，雜散抑制度較高的全相參頻率源。

1 全相參直接頻率合成技術(shù)

雷達(dá)頻率源以一個(gè)或數(shù)個(gè)基準(zhǔn)源為參考，綜合產(chǎn)生并輸出所需的多個(gè)頻率的裝置。按照輸出信號(hào)的相位關(guān)系可分為相參信號(hào)源和非相參信號(hào)源。雷達(dá)頻率源的穩(wěn)定度和相參性對(duì)雷達(dá)性能有著重要的意義,系統(tǒng)頻率的相參性是現(xiàn)代雷達(dá)的核心技術(shù)之一[3-4]。以一個(gè)基準(zhǔn)源為參考，經(jīng)過(guò)倍頻、分頻、混頻等方式得到的各個(gè)輸出頻率，其穩(wěn)定度與基準(zhǔn)源一致，這種產(chǎn)生方式即為全相參直接頻率合成。但是直接頻率合成采用大量的模擬器件,容易產(chǎn)生大量的雜散分量，這些雜散需要體積較大的高性能腔體濾波器進(jìn)行濾除，從而使得頻率源的體積增大、成本升高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，這是其主要缺點(diǎn)。間接頻率合成技術(shù)可以將鎖相環(huán)構(gòu)筑成一個(gè)窄帶跟蹤濾波器,很好地選擇所需的頻率信號(hào),抑制雜散分量,避免使用大量濾波器,有利于集成化和小型化，具有成本低的優(yōu)勢(shì)[5-6]，其缺點(diǎn)主要是相位噪聲差、響應(yīng)時(shí)間慢、分辨率不高。由于全相參雷達(dá)對(duì)相位噪聲、雜散抑制度、響應(yīng)時(shí)間、穩(wěn)定度等性能要求比較高，間接頻率合成技術(shù)并不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，故本文采用直接頻率合成技術(shù)，通過(guò)隔離屏蔽技術(shù)提高雜散抑制度，運(yùn)用射頻多層板技術(shù)減小體積，以彌補(bǔ)直接頻率合成技術(shù)的缺陷。全相參直接頻率合成原理如圖1所示。

圖1 全相參直接頻率合成原理圖

1.1 倍頻器的工作原理

直接頻率合成技術(shù)的主要器件是倍頻器，其內(nèi)部是由晶體三極管組成的，三極管的基極不設(shè)置或設(shè)置很低的靜態(tài)工作點(diǎn)，則使三極管工作于非線性狀態(tài)，輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)管子放大后輸出其他各階諧波信號(hào)，其工作原理如圖2所示。

圖2 倍頻器工作原理圖

為了簡(jiǎn)化分析，可以忽略掉高階效應(yīng)，以一個(gè)理想二端口非線性器件為例對(duì)倍頻器的基本工作原理作以下分析為

io=D(Vi)，Vi=Aicos(ωit)

(1)

基頻輸入信號(hào)的電壓Vi與倍頻后輸出信號(hào)的電流io對(duì)應(yīng)關(guān)系如式(1)所示,該關(guān)系式的泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)表達(dá)式為

(2)

將Vi帶入式(2)可得

(3)

從式(3)可以看出，倍頻器輸出信號(hào)產(chǎn)生豐富的諧波分量，利用帶通濾波器將產(chǎn)生的大量諧波分量從中提取出所需要的N次諧波信號(hào)，同時(shí)把其它不需要的諧波信號(hào)濾除掉，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)的倍頻功能。設(shè)倍頻器的輸入基頻和輸出倍頻的相位噪聲分別為L(zhǎng)(f0)和L(Nf0)，根據(jù)理論公式可知，倍頻器使頻率合成的頻率源的相位噪聲惡化理論值為

(4)

輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)N次倍或分頻時(shí)，輸出信號(hào)的相位噪聲惡化按照20lg(N)增加或減小。

1.2 相位噪聲

相位噪聲即系統(tǒng)在各種噪聲作用下引起系統(tǒng)輸出信號(hào)相位的隨機(jī)變化，它是衡量頻率標(biāo)準(zhǔn)源頻穩(wěn)質(zhì)量的重要指標(biāo)。它影響系統(tǒng)中信號(hào)處理檢測(cè)精度，從而影響雷達(dá)探測(cè)目標(biāo)的精度[7]。在現(xiàn)在雷達(dá)對(duì)抗中，由于電磁環(huán)境的復(fù)雜性，對(duì)信號(hào)接收通道的靈敏度等參數(shù)提出了更高的要求，頻率源的本振信號(hào)的相位噪聲對(duì)檢測(cè)識(shí)別雷達(dá)回波信號(hào)的能力起決定性影響，其相位噪聲對(duì)接收信號(hào)的影響，如圖3所示。

圖3 相位噪聲對(duì)接收信號(hào)的影響

雷達(dá)頻率源的本振信號(hào)對(duì)回波信號(hào)f1或f2進(jìn)行下變頻得到中頻信號(hào)fL-f1或fL-f2，當(dāng)回波信號(hào)沒(méi)有受到外界干擾時(shí)，雷達(dá)可以較好地獲得目標(biāo)的回波信號(hào)，然而在實(shí)際復(fù)雜電磁環(huán)境空間存在大量的干擾信號(hào)以及各種噪聲，當(dāng)干擾信號(hào)的頻譜靠近回波信號(hào)的頻譜，且幅度較大，則弱的信號(hào)就容易被干擾信號(hào)的噪聲邊帶淹沒(méi)，如圖3所示當(dāng)本振信號(hào)相位噪聲比較高時(shí)，弱的目標(biāo)回波信號(hào)就被淹沒(méi)，雷達(dá)無(wú)法探測(cè)識(shí)別，從而降低了雷達(dá)識(shí)別探測(cè)目標(biāo)的能力，當(dāng)提高本振信號(hào)相位噪聲，淹沒(méi)的目標(biāo)信號(hào)被發(fā)現(xiàn)，從而提高了雷達(dá)的靈敏度。

高穩(wěn)定晶體振蕩器作為全相參雷達(dá)頻率源的基準(zhǔn)源，當(dāng)前雷達(dá)系統(tǒng)大部分采用高頻、高穩(wěn)定、低相噪的晶體振蕩器作為基準(zhǔn)源[8]。本文采用國(guó)內(nèi)廠家設(shè)計(jì)的100MHz高穩(wěn)定晶體振蕩器，該晶振不僅具有頻率高、相噪低、高可靠的特點(diǎn)，還具有體積小的特點(diǎn)，其體積僅有28mm×18mm×6mm，滿(mǎn)足當(dāng)前小型化的需求，其詳細(xì)指標(biāo)如表1所示。

表1 高穩(wěn)定晶體振蕩器性能參數(shù)指標(biāo)

頻率源的輸出信號(hào)都是通過(guò)倍/分頻器得到，其相位噪聲均在此基礎(chǔ)上進(jìn)行惡化或改善。通過(guò)分析，影響相位噪聲性能的兩個(gè)主要因素：一是高穩(wěn)定晶體振蕩器；二是倍頻因子。但是，在實(shí)際工程中高穩(wěn)晶振的供電電壓穩(wěn)定性對(duì)相位噪聲影響較大，由于線性穩(wěn)壓器輸出電壓具有穩(wěn)定性高、紋波小、可靠性高、電磁干擾低的特點(diǎn)，故高穩(wěn)晶振采用線性穩(wěn)壓器進(jìn)行單獨(dú)供電，與其他有源器件供電分開(kāi)，提高高穩(wěn)晶振的穩(wěn)定度及性能。因此本設(shè)計(jì)選用適當(dāng)?shù)母叻€(wěn)晶振、倍頻因子以及線性穩(wěn)壓器，從而使頻率源產(chǎn)生的輸出信號(hào)相位噪聲更低，更好的滿(mǎn)足雷達(dá)系統(tǒng)需求。

2 雷達(dá)接收機(jī)靈敏度

隨著雷達(dá)接收技術(shù)的發(fā)展，影響雷達(dá)導(dǎo)引頭作用距離的因素不是目標(biāo)回波信號(hào)的微弱程度，而是各種噪聲干擾的程度。通過(guò)分析，頻率源產(chǎn)生的本振信號(hào)的相位噪聲邊帶影響雷達(dá)接收機(jī)的靈敏度，研究本振信號(hào)的相位噪聲與靈敏度的關(guān)系[9]，具有一定的實(shí)際參考意義，這是本文的創(chuàng)新點(diǎn)之一。雷達(dá)系統(tǒng)的靈敏度主要受限于接收機(jī)內(nèi)部的熱噪聲和外部的干擾噪聲兩個(gè)方面。當(dāng)本振信號(hào)源的相位噪聲極低條件下，接收機(jī)的靈敏度主要是內(nèi)部熱噪聲做貢獻(xiàn)，其計(jì)算公式為

Smin=KTFBnM

(5)

其中，K為玻爾茲曼常數(shù)1.38×10-23J/K；T為絕對(duì)溫度，常溫290K；F為接收機(jī)噪聲系數(shù)，單位dB；Bn為噪聲等效帶寬，單位Hz；M為識(shí)別系數(shù)。若雷達(dá)接收機(jī)參數(shù)F=10dB，Bn=10MHz，M=1，則由式(5)可得，工作靈敏度Smin=-94dBm。但是實(shí)際環(huán)境中存在強(qiáng)大的信號(hào)泄漏和雜波干擾，本振信號(hào)的相位噪聲邊帶由于混頻作用而轉(zhuǎn)移到信號(hào)泄漏和雜波干擾上，使信號(hào)泄漏和雜波干擾明顯增強(qiáng)，外部噪聲干擾影響較大，接收機(jī)的靈敏度主要是由外部干擾噪聲決定，其計(jì)算公式為

Smin=PR+L(f)+10lg(Bn)

(6)

式(6)中，PR為本振信號(hào)泄漏功率絕對(duì)值，單位dBm；L(f)為本振信號(hào)的相位噪聲，單位dBc/Hz。在泄漏功率和噪聲等效帶寬一定條件下，接收機(jī)的靈敏度與本振信號(hào)存在線性關(guān)系，提高本振信號(hào)的相位噪聲可以直接改善接收機(jī)的工作靈敏度。式(6)可以作為工程中定量計(jì)算雷達(dá)工作靈敏度的有效方法，具有一定的實(shí)際意義。

3 全相參頻率源電路總體設(shè)計(jì)

全相參頻率源以一個(gè)100MHz高穩(wěn)晶振作為基準(zhǔn)源，運(yùn)用功分器、倍頻器、放大器、濾波器等器件，通過(guò)選擇不同倍頻因子，輸出不同頻率的信號(hào)，其產(chǎn)生原理如圖4所示，其輸出信號(hào)為：100MHz相參時(shí)鐘信號(hào)、120MHz信處時(shí)鐘信號(hào)、3GHz的DDS時(shí)鐘信號(hào)、9.6 GHz本振信號(hào)。通過(guò)頻譜分析，以100MHz為基準(zhǔn)源，通過(guò)一次2倍頻和一次3倍頻的方式產(chǎn)生600MHz的信號(hào)，該方式比一次6倍頻產(chǎn)生的信號(hào)頻譜干凈、相噪低。600MHz信號(hào)5分頻產(chǎn)生120MHz信處時(shí)鐘信號(hào)，5倍頻產(chǎn)生3GHz的DDS時(shí)鐘信號(hào)，16倍頻產(chǎn)生9.6 GHz本振信號(hào)。通過(guò)共用600MHz的信號(hào)，可以有效減少元器件數(shù)量，從而減小體積、降低成本，這是本文的創(chuàng)新點(diǎn)之二。本文通過(guò)使用高穩(wěn)定晶體振蕩器，運(yùn)用直接頻率合成技術(shù)的相關(guān)理論，采用有效的信號(hào)串?dāng)_隔離屏蔽技術(shù)，借用ADS阻抗匹配仿真方法，最終設(shè)計(jì)了一種高性能、高穩(wěn)定性的頻率源。

圖4 全相參頻率源產(chǎn)生原理圖

相參時(shí)鐘為FPGA提供參考時(shí)鐘，保證雷達(dá)系統(tǒng)的相參性。相參時(shí)鐘由高穩(wěn)晶振100MHz信號(hào)經(jīng)過(guò)功分器、π衰、放大器、濾波器等產(chǎn)生所需要的100MHz相參時(shí)鐘信號(hào)。信處時(shí)鐘信號(hào)為信號(hào)處理機(jī)提供采樣時(shí)鐘，根據(jù)系統(tǒng)要求，其需要四路相參一致的120MHz信處時(shí)鐘信號(hào)，該信號(hào)由共用600MHz信號(hào)經(jīng)過(guò)五分頻、濾波器、π衰、放大器等產(chǎn)生所需要的120MHz采樣時(shí)鐘信號(hào)，再通過(guò)四功分器產(chǎn)生四路相位基本一致的采樣時(shí)鐘信號(hào)。由于本設(shè)計(jì)頻率源的相參時(shí)鐘信號(hào)、信處時(shí)鐘信號(hào)頻率較低，設(shè)計(jì)電路簡(jiǎn)單，其輸出指標(biāo)較好，故本文不對(duì)其設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)論述。由于高頻信號(hào)電路設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，信號(hào)串?dāng)_較大，輸出指標(biāo)調(diào)試難度較大，因此本文重點(diǎn)對(duì)高頻信號(hào)的DDS參考時(shí)鐘信號(hào)、本振信號(hào)射頻電路設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)分析，使其滿(mǎn)足指標(biāo)要求。

3.1 DDS參考時(shí)鐘信號(hào)

由于DDS具有頻率分辨率高、頻率捷變快和易于控制等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在雷達(dá)系統(tǒng)中，DDS參考時(shí)鐘信號(hào)為DDS提供工作時(shí)鐘信號(hào)，但由于受到奈奎斯特采樣定理的限制，DDS輸出頻率只能達(dá)到參考時(shí)鐘的40%，本設(shè)計(jì)選用AD9914，其參考時(shí)鐘高達(dá) 3.5GHz，其輸出頻率最高可達(dá) 1.4GHz。為了保證DDS既要在合理區(qū)間，又要滿(mǎn)足輸出信號(hào)要求，因此DDS參考時(shí)鐘定為3GHz，其輸出頻率可達(dá) 1.2GHz。DDS時(shí)鐘信號(hào)3GHz產(chǎn)生原理如圖5所示，600MHz信號(hào)經(jīng)過(guò)五倍頻即得到3GHz參考時(shí)鐘信號(hào)。其輸出參數(shù)指標(biāo)要求：輸出功率為0±2dBm；雜散≤-50dBc；諧波≤-45dBc。五倍頻產(chǎn)生的3GHz信號(hào)經(jīng)過(guò)FBF3000T70濾波器，該濾波器的帶外抑制度如圖6所示，其近端抑制在50dBc以上，遠(yuǎn)端抑制在40dBc以上，二次諧波抑制度可以達(dá)到45dBc以上，確保DDS輸出頻譜不會(huì)因?yàn)樵摃r(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生的雜散帶來(lái)交調(diào)。在輸出端再加一LFCN-3000低通濾波器，其二、三次諧波抑制度分別達(dá)40dBc、20dBc以上，最終DDS參考時(shí)鐘信號(hào)的理論計(jì)算諧波、雜散抑制度達(dá)到60dBc以上，滿(mǎn)足指標(biāo)要求。

圖5 DDS參考時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生原理圖

3.2 本振信號(hào)

本振信號(hào)是雷達(dá)系統(tǒng)最重要的信號(hào)，該信號(hào)與上行工作信號(hào)上變頻產(chǎn)生雷達(dá)發(fā)射信號(hào)，雷達(dá)回波信號(hào)下變頻產(chǎn)生第一中頻信號(hào)，因此該信號(hào)的頻譜純度、信號(hào)穩(wěn)定度等參數(shù)指標(biāo)對(duì)整個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)具有重要影響。本振信號(hào)產(chǎn)生原理圖如圖7所示，本振信號(hào)是通過(guò)16倍頻產(chǎn)生的，其輸出參數(shù)指標(biāo)要求：輸出功率為8±2dBm；雜散≤-50dBc；諧波≤-45dBc；相位噪聲≤-95dBc/Hz@1kHz。為了提高本振信號(hào)的雜散抑制度，在16倍頻器的輸入、輸出端各加一濾波器，輸入端加一定制的600MHz聲表濾波器，因其矩形系數(shù)較高，其雜波抑制度可達(dá)50dB以上，16倍頻器選用ADI生產(chǎn)的HMC445LP4有源倍頻器，其輸出頻譜如圖8所示，由圖8可得輸出頻譜各次諧波均在20dBc以下，輸出信號(hào)相鄰的15和17次諧波可達(dá)35dBc的抑制。本文采用體積較小的MEMS帶通濾波器，其帶外抑制如圖9所示，該濾波器對(duì)遠(yuǎn)端的抑制在50dBc以上，通過(guò)濾波器的濾除，9.6 GHz的雜散可以達(dá)到60dBc以上， 諧波可以達(dá)到50dBc以上，雜散諧波滿(mǎn)足設(shè)計(jì)指標(biāo)。本振信號(hào)的相位噪聲理論值可根據(jù)式(4)與高穩(wěn)晶振的相噪?yún)?shù)值，得到本振信號(hào)相位噪聲L(f)≤-145+20lg96=-105dBc/Hz@1kHz，該理論的相位噪聲優(yōu)于-95dBc/Hz@1kHz，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)指標(biāo)。

圖7 本振信號(hào)產(chǎn)生原理圖

圖8 16倍頻器輸出頻譜圖

圖9 帶通濾波器帶外抑制圖

由于有源倍頻器的輸出功率達(dá)到5 dBm，再加上濾波器自身?yè)p耗較大，需要加一級(jí)放大器進(jìn)行功率放大才能達(dá)到輸出功率要求。本文選用ADI生產(chǎn)的HMC565LC5放大器，該芯片增益可達(dá)20dB，P1dB為10dBm，輸入、輸出50Ω阻抗匹配，根據(jù)該芯片提供的.S2P文件，借助射頻電路先進(jìn)設(shè)計(jì)系統(tǒng)(Advanced Design System,ADS)仿真軟件，其輸入、輸出回波損耗S11、S22參數(shù)如圖10所示，根據(jù)S參數(shù)曲線，輸入回波損耗可達(dá)-24dB，阻抗匹配較好，輸出回波損耗-17 dB，輸出阻抗匹配較差，需要對(duì)其進(jìn)行阻抗匹配。在實(shí)際調(diào)試過(guò)程中，信號(hào)輸出端需要一個(gè)阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)將阻抗匹配到50Ω附近，本阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)采用當(dāng)前最常用的史密斯圖法，利用阻抗-導(dǎo)納史密斯圓圖的相關(guān)理論[10-11]，進(jìn)行阻抗和導(dǎo)納之間的轉(zhuǎn)化，在實(shí)際應(yīng)用中導(dǎo)納圓圖適用于并聯(lián)電路；阻抗圓圖更適用于串聯(lián)電路。在實(shí)際電路調(diào)試中，在射頻信號(hào)走線上并聯(lián)電容、電感更方便、更穩(wěn)定，因此本設(shè)計(jì)選用導(dǎo)納圓圖的方式，并聯(lián)電容、電感，實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。在阻抗-導(dǎo)納史密斯圓圖中，歸一化阻抗與導(dǎo)納可以相互轉(zhuǎn)化，存在倒數(shù)關(guān)系。在導(dǎo)納圓圖中并聯(lián)電感、電容，可沿等電導(dǎo)圓移動(dòng)，引起電納的變化，并聯(lián)電感、電容歸一化導(dǎo)納關(guān)系式為

(7)

y=g+jZ0ω0C(并聯(lián)電容)

(8)

其中，Z0為特征阻抗50Ω；ω0為阻抗匹配中心頻率的角頻率，且ω0=2πf0；g為歸一化電導(dǎo)；L、C分別為電感、電容值。

圖10 放大器S參數(shù)圖

圖11 輸出阻抗-導(dǎo)納史密斯圖

圖12 輸出阻抗匹配電路圖

4 實(shí)驗(yàn)測(cè)試與分析

通過(guò)搭建如圖15所示的實(shí)驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)，使用9030A頻譜儀對(duì)頻率源的100MHz、120MHz、3GHz、本振信號(hào)的功率、雜散等參數(shù)進(jìn)行實(shí)測(cè)，其頻譜如圖13中(a)、(b)、(c)、(d)所示。根據(jù)頻率源輸出信號(hào)的頻譜圖可得實(shí)測(cè)指標(biāo)參數(shù)值。頻率源的所有輸出信號(hào)參數(shù)測(cè)試值與設(shè)計(jì)指標(biāo)參數(shù)值對(duì)照表如表2所示，由表可得所有測(cè)試值均滿(mǎn)足指標(biāo)要求，達(dá)到了預(yù)期效果。由于本設(shè)計(jì)采用金屬隔離壓條的方式來(lái)提高信號(hào)間串?dāng)_隔離度，使雜散抑制度達(dá)到55dBc以上，信號(hào)串?dāng)_隔離度達(dá)到70dBc以上。頻率源為雷達(dá)系統(tǒng)提供了高質(zhì)量的輸入信號(hào)。

表2 頻率源測(cè)試數(shù)據(jù)

頻率源輸出的本振信號(hào)的相位噪聲實(shí)測(cè)圖如圖14所示。由圖可得本振信號(hào)的相位噪聲曲線平穩(wěn)，在1kHz條件下的實(shí)測(cè)相位噪聲達(dá)到-100dBc/Hz。高穩(wěn)晶振相位噪聲參數(shù)優(yōu)于-145dBc/Hz，經(jīng)過(guò)96次倍頻，理論相位噪聲計(jì)算值為-105dBc/Hz，其實(shí)測(cè)值接近于理論值，較大程度地滿(mǎn)足了雷達(dá)系統(tǒng)的要求，提高了接收信號(hào)靈敏度，為提高雷達(dá)探測(cè)精度以及雷達(dá)成像清晰度提供了硬件方面的理論方法。

圖14 本振信號(hào)相位噪聲實(shí)測(cè)圖

圖15 實(shí)驗(yàn)測(cè)試圖

5 結(jié)束語(yǔ)

全相參頻率源使用一高穩(wěn)晶體振蕩器為基準(zhǔn)源，使不同輸出信號(hào)實(shí)現(xiàn)全相參；運(yùn)用直接頻率合成技術(shù)的相關(guān)理論，使輸出本振信號(hào)的相位噪聲極低，達(dá)到-100dBc/Hz@1kHz，提高了雷達(dá)導(dǎo)引頭接收機(jī)靈敏度；采用有效的信號(hào)串?dāng)_隔離屏蔽技術(shù)，使輸出信號(hào)的雜散抑制度達(dá)到55dBc以上，信號(hào)串?dāng)_隔離度達(dá)到70dBc以上，提高了輸出信號(hào)的穩(wěn)定性；借用ADS阻抗匹配仿真方法，使X波段高頻本振信號(hào)的功率高效輸出。本設(shè)計(jì)的高性能、高穩(wěn)定性的頻率源對(duì)當(dāng)前基于全相參雷達(dá)導(dǎo)引頭技術(shù)發(fā)展具有重要的應(yīng)用價(jià)值。