《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于锁相环路技术的二次雷达信号发生器设计
2020年电子技术应用第12期
杜海龙1,段照斌1,王伯阳2
1.中国民航大学 工程技术训练中心,天津300300;2.中国民航大学 航空工程学院,天津300300
摘要: 为了满足实验室教学与研究的需求,基于锁相环路技术设计了一款二次雷达信号发生器,实现了700 MHz~1 100 MHz范围内的频率合成。首先,对锁相环路频率合成原理进行分析,设计实现了三阶无源环路滤波器,滤除鉴相器产生的高频分量,并与锁相环芯片ADF4350构成锁相环控制回路。其次,利用仿真工具软件ADI simPLL,对锁相环路进行仿真,得到环路滤波器的参数和仿真输出特性。最后,搭建二次雷达信号发生器系统,并利用SPSS软件对系统输出进行分析,结果表明,在1 GHz~1.1 GHz频带范围内系统偏差小于0.02 MHz且为固定偏差,经过补偿后系统精度能很好地满足实验室教学与研究的需求。
中圖分類(lèi)號(hào): TN836
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.200516
中文引用格式: 杜海龍,段照斌,王伯陽(yáng). 基于鎖相環(huán)路技術(shù)的二次雷達(dá)信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)應(yīng)用,2020,46(12):134-138,143.
英文引用格式: Du Hailong,Duan Zhaobin,Wang Boyang. Design of secondary radar signal generator based on phase-locked loop technology[J]. Application of Electronic Technique,2020,46(12):134-138,143.
Design of secondary radar signal generator based on phase-locked loop technology
Du Hailong1,Duan Zhaobin1,Wang Boyang2
1.Engineering Technology Training Center,Civil Aviation University of China,Tianjin 300300,China; 2.College of Aeronautical Engineering,Civil Aviation University of China,Tianjin 300300,China
Abstract: In order to meet the needs of laboratory teaching and research, based on phase-locked loop technology,this paper designed a secondary radar signal generator, to achieve the 700 MHz~1 100 MHz range of frequency synthesis. Firstly, the principle of frequency synthesis of phase-locked loop is analyzed, and the third-order passive loop filter is designed and realized. The high-frequency components generated by phase detector are filtered out and the phase-locked loop control circuit is formed with phase-locked loop chip ADF4350. Secondly, using the simulation tool ADI simPLL, the phase-locked loop is simulated and the parameters of the loop filter and the simulation output are obtained. Finally, the secondary radar signal generator system is built and the system output is analyzed by SPSS software. The results show that the system deviation is less than 0.02 MHz and the fixed deviation is in the range of 1 GHz~1.1 GHz band. After the compensation, system accuracy can be meet the needs of laboratory teaching and research well.
Key words : secondary radar;signal generator;phase-locked loop;frequency synthesis

0 引言

    隨著無(wú)線電技術(shù)的迅速發(fā)展,信號(hào)發(fā)生器成為科研單位和實(shí)驗(yàn)室普遍用到的儀器設(shè)備,并被廣泛地用到電子通信、自動(dòng)控制以及民航等領(lǐng)域[1]。二次雷達(dá)信號(hào)發(fā)生器是具有高精度和高穩(wěn)定度的頻率信號(hào)源,用于實(shí)現(xiàn)地面ATC基站與飛機(jī)之間的通信,獲得飛機(jī)的高度以及編號(hào)等信息。隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展,利用頻率合成技術(shù)技不僅能產(chǎn)生高穩(wěn)定性的頻率源,還可以滿(mǎn)足工業(yè)與研究中頻繁更換頻率的需求,因此,通過(guò)頻率合成技術(shù)來(lái)產(chǎn)生一個(gè)符合要求的信號(hào)源是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心[2-4]。利用鎖相環(huán)路技術(shù)(PLL)合成頻率的方法是頻率合成技術(shù)中的重要方法。文獻(xiàn)[5]采用直接模擬頻率合成技術(shù),頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間短,噪聲相位低,但是由于采用了大量的混頻、分頻、倍頻和鋁箔等途徑,導(dǎo)致其成本高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、雜散分量難以抑制。文獻(xiàn)[6、7]采用直接數(shù)字頻率合成方法,從相位的概率出發(fā),進(jìn)行頻率合成,不僅可以得到不同的頻率還可以得到任意波形的信號(hào),但是雜散頻率通過(guò)非理想濾波器帶來(lái)的噪聲會(huì)隨著頻率的增大而增大,導(dǎo)致其方法不能適用于合成頻率較高的合成器中。文獻(xiàn)[8、9]采用間接法,利用鎖相環(huán)路技術(shù)合成頻率,雖然其頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間較慢,但對(duì)于轉(zhuǎn)換時(shí)間要求不高的系統(tǒng),該方法輸出分辨率高、雜散抑制好、相位噪聲低,其頻率輸出可以滿(mǎn)足二次雷達(dá)對(duì)頻率源的要求,因此,鎖相環(huán)路頻率合成技術(shù)可用于二次雷達(dá)的頻率發(fā)生器的制備中。




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作者信息:

杜海龍1,段照斌1,王伯陽(yáng)2

(1.中國(guó)民航大學(xué) 工程技術(shù)訓(xùn)練中心,天津300300;2.中國(guó)民航大學(xué) 航空工程學(xué)院,天津300300)

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