3-79  小型超宽带跳频源

张贵福

通讯领域的电波斗争使得抗干扰通讯体制——跳频通讯系统应运而生，基于这种技术发展需要，开展了小型宽带频率综合器研究。这种跳频通讯系统的基本原理包括下述方面：首先，总跳频带宽1 GHz；局部跳频带宽大于200 MHz；最小频率步进10 MHz；相位噪声-90 dBc/Hz @10 kHz；短期频率稳定度小于10^-7；信号杂散优于-70 dB；信号间隔离彼此大于70 dB；输出信号形式四路；体积达到小型化要求。频率合成是将一个参考频率经过分频等来产生大量的具有和参考频率同样精度和稳定度的频率源，在环路锁定时，鉴相器两个输入的频率相同。一个是高稳定度的参考频率，另一个是VCO经过N次分频后得到的，所以VCO的输出频率是参考频率的整数倍。

    这样，环中带有可编程分频的锁相环就提供了一种从单个参考频率获得大量频率的方法。频率综合器是以可编程分频和锁相技术为基础的，主要是通过鉴相器来使VCO的输出频率达到与参考频率相同的稳定度。电路中主要采用以下技术来满足性能指标的。采用高性能、低相噪TO-8E封装的VCO；采用高稳定度的晶体振荡器作为参考频率；采用低相噪数字鉴相器，其内部包含工作频率较高的可编程分频器；采用有源元件来设计性能优良的环路滤波器。

由于该频率综合器为小型化且带宽较宽，因此在设计时主要基于这两点来调整电路板布局。针对小型化要求，尽量选择尺寸小的元件，并充分考虑版面布局，使得干扰尽量小；针对宽带跳频要求，采用两个VCO切换电源方式获得1 GHz跳频范围。

在设计过程中，结合了软件工具。通过软件ADS对环路相位噪声、频率建立时间、环路滤波器等进行仿真，同时采用ansoft公司的软件Maxwell对腔体电磁场进行了仿真，得出了对实际有指导意义的结论，加快了设计周期，并且使样机调试更有针对性。

　　通过仿真和实践相结合，研制出了基本符合要求的实验样机一台，具体指标如表1所示。