宇航用高可靠性频率合成器的设计

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1、Vol.33No.4Aug.2011第33卷第4期压电与声光20】1年8月PIEZOELECTRICS&ACOUSTOOPTICS文章嫔号:1004-2474(2011)04-0647-03宇航用高可靠性频率合成器的设计毛繁，穆晓华，蒋创新，成斌，严宁涛(中国电子科技集团公旬第26研究所•重庆400060)摘要：频率合成器足•帘达设备的关键组成部分•该文对一种宇航用高可靠性频率合成器的方案进行了分析.着取对从设计上提高频率合成器的可靠性进行了介绍.本方案采用了锁相环方式，产生Ku波段输出信号•经验证•信号频率源准綸度

2、段输出信号相位噪声可达一84dBc/Hz@lkHz.按应力法预计•工作时间内可靠度指标満足0.99966的要求.关铁词：宇航'頻率合成器；Ku波段；可靠性；设计中图分类号:TN65文献标识码：ADesignofHighReliableFrequencySynthesizerAppliedtotheNavigationMAOFan,MUXiaohuaJIANGChuangxin,CHENGBin,YANNingtao(26thInstituteofChinaElectronicsTechnologyGroupCorporation•Chon

3、gqing400060«China)Abstract：Thefrequencysynthesizerisoneofthekeycomponentsoftheradardevices.Thearticleanalyzedonehighreliablefrequencysynthesizerprojectappliedtothenavigation・andaimedatimprovingthereliabilityofthefrequencysynthesizerattheaspectofdesign.Theprojectadoptedth

4、ephase-lockedloop(PLL)togeneratetheKubandoutputsignal.Ittestifiedthatthefrequencyaccuracywasequaltoorlessthan1X10-7andthephasenoiseofKubandoutputsignalwasupto—84dBc/Hz@lkHz.Accordingtothestressreliabilitypredictionsatisfi

5、edtherequirements.Keywords:navigationifrequencysynthesizer；Kuwaveband；reliable;designo引言频率合成器是电子系统的心脏•实现方法主要有直接合成、锁相频率合成、直接数字式频率合成和混合式频率合成法。在传统的高可靠性频率合成器设计中，为得到Ku波段信号，多采用直接合成法通过倍频、滤波、放大等方式产生，这种方案的缺点是体积大，功耗高。锁相频率合成具有体积小,功耗低和实现简单的优点，正好能满足航天应用的要求。本文通过对一种宇航用髙可靠性频率合成器的方案进行分析■对

6、如何提高频率合成器的可靠性方面进行了介绍。1基本原理及主要指标宇航用频率合成器应具有体积小,功耗低，可靠性高和维护性好等特点，尤其是可靠性关乎整个任务的成败，因此，在对宇航用高可靠性频率合成器进行设计时■必须从以上几个方面进行综合权衡，以提高频率合成器的可靠性和安全性。该频率合成器基本原理框图如图1所示.图1基本原理框图本设计中，频率合成器有以下功能:1）提供晶振源参考信号。2）对晶振信号进行功分放大。3）提供一本振信号。4）提供二本振信号。5）对中频信号进行两级上变频。6）对发射信号进行调制。7）固态功放对调制后的信号进行放大输岀。8）

7、控制电路对频率合成器工作状态进行判断,0»:2011-04-02件者简介：毛男，亶庆人•工程师•学士•主要从事频率合成器的研究.并进行主备路切换.本设计中频率合成器的技术指标如表1所示。表1主要技术指标输岀频率Ku波段頻率准礎度C1X10-7相位噪声<-80dBc/Hz@lkHz杂波抑制>65dBc可靠度0.99966传统的高可靠性频率合成器设计中，一、二本振的产生多采用直接频率合成方案，通过倍频、混频、滤波、放大等方式产生。由于需使用较多滤波、放大电路•因此功耗和体积都较大•且因方案复杂,使用元器件多，可靠性较低。本方案中一、二本掠通过

8、锁相环直接产生，锁相环基本原理示意图如图2所示。图中为晶振参考频率，人为压控振荡器(VCO)的输出频率，九为输出频率经N分频后的频率。当环路锁定时人=几，因此输出频率/o=NX/ro1/N图2