X波段間接式頻率綜合器的設(shè)計(jì)

　　(2)雜散特性分析

　　實(shí)踐證明，2:l的阻帶/通帶比是一個(gè)合理而實(shí)際的下限值。在這一原則指導(dǎo)下，我們可以根據(jù)中心頻率f0附近雜散分布情況，合理選擇帶通濾波器的帶寬和抑制指標(biāo)。

　　240、300、1200MHz帶通濾波器選用LC濾波器，其特性為在通帶內(nèi)插損較小(約3dB)，而對(duì)于帶外抑制應(yīng)有70dB以上;低通濾波器也采用LC濾波器，其特性為在通帶內(nèi)插損較小(約1dB)，而對(duì)二次諧波的抑制應(yīng)達(dá)到40dB，這樣15MHz和240MHz等信號(hào)的諧波、雜波抑制均可達(dá)到要求。

　　在鎖相環(huán)內(nèi)，由于環(huán)路自身的窄帶跟蹤濾波特性，可以使雜散減小至要求的范圍內(nèi)。實(shí)踐證明，通過(guò)環(huán)路濾波器的優(yōu)化設(shè)計(jì)以及采用良好的屏蔽措施，可使二本振的雜波抑制有很大的改善，可以達(dá)到-75dBc。

　　對(duì)一本振和主振合成源來(lái)講，最關(guān)鍵的問(wèn)題是要采取良好的隔離和濾波措施。通過(guò)提高功分器的隔離度，以及腔體分隔、減少共用部分，在很大程度上避免混頻器LO端口的信號(hào)反串，使一本振和主振信號(hào)的隔離度達(dá)到要求;在三個(gè)混頻器后面的濾波環(huán)節(jié)中，為抑制雜散，關(guān)鍵是濾波器的設(shè)計(jì)：我們采用了三個(gè)腔體微波濾波器，可以在保證220MHz通帶內(nèi)(對(duì)點(diǎn)頻為窄帶)插損較小(約2dB)的前提下，有效地濾除本振泄漏以及三階交調(diào)等雜散分量，使一本振和主振信號(hào)的雜波抑制能滿足要求。

　　(3)其它性能分析

　　對(duì)于0-π調(diào)相器，考慮到主振信號(hào)的BPSK調(diào)制精度為±3º，我們選用的調(diào)制器的插損≤3.2dB，幅度不平衡≤0.2dB，相位不平衡≤±2º，可以滿足要求。

　　由于SPST1和BPSK的驅(qū)動(dòng)電路延遲以及各自的響應(yīng)時(shí)間不可能做到完全一致，它們的調(diào)幅碼和調(diào)相碼的時(shí)序需要通過(guò)主機(jī)進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐?響應(yīng)快的要延遲一點(diǎn))。

　　3 電路設(shè)計(jì)

　　3.1 PLL輸出頻段的選擇(混頻比設(shè)計(jì))

　　在頻綜器的設(shè)計(jì)中，混頻器的設(shè)計(jì)非常重要，一般應(yīng)選擇高隔離度高三階交調(diào)的混頻器。在選擇好的混頻器的基礎(chǔ)上，混頻比的設(shè)計(jì)變得更為重要，因?yàn)榛祛l器會(huì)產(chǎn)生大量的交互調(diào)產(chǎn)物[1]。所以正確選擇工作頻率使交互調(diào)頻率遠(yuǎn)離有用頻率，以便濾波器較容易的濾除交互調(diào)頻率，減小雜散輸出?？紤]到濾波器的性能的限制，我們選定LO2工作于L波段，使混頻比為fLO2/fPDRO=0.1，同時(shí)適當(dāng)減小輸入幅度，可以降低高階交調(diào)產(chǎn)生的雜散。

　　3.2 環(huán)路濾波器的設(shè)計(jì)

　　這里，選用較高的鑒相頻率，可以加強(qiáng)鎖相環(huán)抑制參考邊帶的能力。同時(shí)，較高的鑒相頻率可以允許寬的環(huán)路帶寬，從而加快頻率捷變時(shí)間，保證跳頻時(shí)間指標(biāo)要求。

　　我們使用ADIsimPLL Ver 3.0來(lái)計(jì)算環(huán)路參數(shù)，如取fVCO=900～1200MHz，KV=30MHz/V，fn=200kHz，相位裕量為45°，可算得圖2中的環(huán)路參數(shù)：

　　圖2 PLL環(huán)路濾波器

　　在調(diào)試過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)運(yùn)放的噪聲電壓、噪聲電流、轉(zhuǎn)換速率、偏置電壓/電流等參數(shù)對(duì)環(huán)路的相噪以及跳頻時(shí)間影響特別大，所以必須采用優(yōu)質(zhì)的運(yùn)放和電源。