基本介紹
- 中文名：雷達頻率合成器
- 外文名：Frequency Synthesizer
- 別名：頻綜、頻率源、頻率綜合器
- 適用領域：雷達、通信、導航
工作原理,分類,性能指標,發展沿革,
工作原理
雷達頻率合成器通常採用一個或多個高穩定振盪器，以其產生的頻率為信號基準，經過各種組合和處理，作為接收機的本振信號、發射機激勵器的本振信號和雷達定時器的基準信號。有的雷達頻率合成器還包括工作波形產生器和發射通道的小信號激勵源。精確、穩定、高頻譜純度的頻率合成器是現代雷達的必備部件。
分類
頻率合成器按組成原理可分為：
直接模擬式頻率合成器。採用一個或多個穩定振盪器，以其產生的頻率為基準，經過倍頻、分頻、混頻、濾波等處理，再經過高速開關切換產生雷達所需的各種頻率信號。
間接模擬式頻率合成器。以一個或幾個穩定振盪器產生的頻率為基準，採用鎖相環路技術，使壓控振盪器的頻率鎖定在基準頻率上，從而獲得多個所需頻率信號。又稱鎖相式頻率合成器。
直接數字式頻率合成器。它基於波形存儲概念的頻率合成技術，具有頻率瞬時穩定度好、頻率捷變時間快、諧波抑制度高、工作頻率點數多、集成度高和設備量少等優點。其工作原理是：相位累加器在時鐘信號控制下，對j位頻率控制字N不斷進行累加，並輸出k位字長的地址碼P（nTs）。相位/幅度轉換器存儲有不同相位時的正弦幅度值，它每輸入一個地址碼，就輸出相應的m位字長正弦幅度值A（nTs）。離散的正弦幅度值經過數模變換器和低通濾波器輸出所需頻率和不同波形的模擬信號。
性能指標
主要有頻率穩定度、頻率捷變時間、頻率範圍和工作頻率點數、輸出功率等。
頻率穩定度。分為長期頻率穩定度和短期頻率穩定度。長期頻率穩定度是由於振盪器元件的老化、環境溫度影響和電源電壓波動等原因造成的，以秒以上的時間間隔內頻率的相對變化率來衡量。短期頻率穩定度主要取決於基準振盪器的瞬時頻率穩定度或相位的隨機抖動，是在毫秒量級時間間隔內，用頻率的相對變化率大小來衡量，常採用阿侖方差的統計量來表示。短期頻率穩定度在頻率域又稱為信號的相位噪聲，以偏離載頻一定頻率處的單邊帶相位噪聲譜密度的大小來衡量。對於相參雷達，是極其重要的指標。
頻率捷變時間。反映雷達自適應快速跳變工作頻率的能力，是抗干擾性能的重要指標。對於直接模擬式頻率合成器和直接數字式頻率合成器，通過控制信號改變振盪器的頻率或切換各振盪器的輸出頻率來實現，對於間接模擬式頻率合成器，通過改變分頻器的分頻比來實現。頻率捷變時間一般在幾十微秒至零點幾微秒之間。直接模擬式頻率合成器和直接數字式頻率合成器的頻率捷變時間較快，間接模擬式頻率合成器的頻率捷變時間較長。
頻率範圍和工作頻率點數。頻率範圍指滿足各項技術指標要求的調諧頻率範圍；工作頻率點數，由接收機工作頻頻寬度決定。
輸出功率。指給定條件下各種信號的輸出功率，一般以毫瓦計。
發展沿革
早期非相參雷達採用簡單的頻率合成器。雷達動目標顯示、動目標檢測等準相參處理技術的發展，對雷達頻率合成器提出了較高穩定度要求。現代雷達採用全相參體制，性能穩定、控制靈活的頻率合成器，為雷達實現脈衝壓縮、頻率捷變、頻率分集等創造了條件，甚至用作複雜調製信號的波形產生器。頻率合成器是先進的相參信號處理技術的必備設備。雷達頻率合成器經歷了從電子管到電晶體、分離元件到全固態積體電路的發展過程。頻率合成、數位技術和微波集成技術的發展使雷達頻率合成器發生了質的飛躍。隨著新高速器件和微電子技術的發展，直接數字式頻率合成器將迅速發展和廣泛套用。
