Ворошіння А. В., Гусинський А. В. Білоруський державний університет інформатики і радіоелектроніки Мінськ – 220013, Білорусь Тел.: +3 (7517) 239-8496, e-mail: gusinski@gw.bsuir.unibel.by; http: / / www.mwmlab.com

Анотація – Наведено результати розробки високостабільного синтезатора качающейся частоти для діапазону 25,86-37,5 ГГц. Викладено принцип роботи синтезатора, наведені результати вимірювань.

I. Вступ

В процесі проектування, виготовлення та експлуатації НВЧ систем і вузлів існує необхідність у генерації високостабільних опорних сигналів в різних діапазонах довжин хвиль. Використовувані в даний час ГКЧ не володіють задовільними характеристиками (ГКЧ, що випускалися на території колишнього СРСР) або ціною (ГКЧ випускаються відомими виробниками, такими як Hewlett-Packard, Rohde & Shwarz). Дана робота описує розроблений у випробувальній лабораторії апаратури та пристроїв НВЧ в БДУІР високостабільний синтезатор качающейся частоти (ВСКЧ), його схему, характеристики, алгоритм функціонування, гідності, недоліки та можливості поліпшення характеристик ВСКЧ.

II. Основна частина

ВСКЧ побудований за схемою, яка об’єднує переваги двох схем побудови: прямий генерації частоти і множення ВЧ.

Схема прямої генерація частоти має низькими спектральними шумами (наскільки це дозволяє зробити генерує елемент), простими схемою управління і НВЧ трактом. Недоліки: низька стабільність (Особливо довготривала), низька точність установки частоти.

Схеми, побудовані на основі множення частоти, дозволяють добиватися дуже високої стабільності і точності установки частоти, але є дуже складними і дорогими. Крім того, спектральний шум в таких схемах значно вище.

Пропонована схема об’єднує переваги цих двох варіантів побудови і в той же час відрізняється простими схемою управління і НВЧ трактом. Вона може бути використана для синтезаторів на діапазони аж до 57 ГГц і вище (верхня межа визначається використовуваним помножувачем частоти).

Схема ГКЧ наведена на рис. 1. ЖИГ генератор виробляє НВЧ сигнал, ферритові вентилі забезпечують узгодження і розв’язку між елементами тракту. Шестідецібельний спрямований відгалужувач направляє частина сигналу (потужністю понад 1 мВт) на попередній дільник частоти 1/8, на виході якого з’являється сигнал з частотою 1-1,6 ГГц. Частота цього сигналу ділиться далі до частоти порівняння (в даному випадку 66,6 кГц). Термокомпенсірованний кварцовий генератор формує сигнал опорної частоти, який після поділу подається на фазовий дискримінатор. Отриманий сигнал порівняння фільтрується, а потім подається на схему управління генератором ЖИГ. Таким чином, генератор працює в кільці ФАПЧ. В СВЧ тракті знаходиться модулятор, який забезпечує амплітудно-імпульсну модуляцію сигналу. Сформований сигнал в 3-см діапазоні довжин

хвиль піддається посиленню, потім за допомогою помножувача з нього виділяється 3-я гармоніка, яка посилюється в діапазоні 25-38 ГГц.

Рис. 1 Структурна схема синтезаторного блоку ГКЧ. Fig. 1. Block diagram ofFSO synthesizer unit

Експериментально отримані результати:

1. Короткочасна нестабільність частоти (за 15 хвилинний інтервал): <