專利名稱：使用高頻電梳以調(diào)節(jié)漂移消除環(huán)路的低噪聲微波合成器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及用于電子設(shè)備的自動測試裝置(ATE)，尤其是涉及用于測試微波及RF電路的低噪聲高頻率波形的合成。
一種常用的測試技術(shù)是，計(jì)算從被測裝置產(chǎn)生的中頻信號的功率譜。功率譜揭示了DUT的有用信息以及相位噪聲。為了精確地測試被測裝置的相位噪聲，與DUT的相位噪聲相比，合成器的相位噪聲要小，這是重要的。如果與DUT的相比，合成器的相位噪聲很大，DUT的相位噪聲將湮沒于合成器的相位噪聲中，則無法說明DUT是否滿足它的相位噪聲指標(biāo)。由于裝置不斷得以改進(jìn)，產(chǎn)生越來越低的相位噪聲，如果要測試保持精度，微波合成器必須被相應(yīng)地改進(jìn)。


圖1表示了一個(gè)常規(guī)的微波合成器100，它的工作如下所述。窄帶合成器112產(chǎn)生一個(gè)在相當(dāng)窄的范圍內(nèi)變化的輸出信號，例如從800MHz到1GHz之間的200MHz的范圍。同樣，寬帶合成器122產(chǎn)生一個(gè)在相對寬的頻率范圍內(nèi)變化的輸出信號，例如從4.4GHz到6.2GHz之間的2GHz的范圍。同樣，梳狀發(fā)生器116產(chǎn)生一系列隔離的諧波，或者“梳”，例如以200MHz的頻率間隔。窄帶合成器112、寬帶合成器114和梳狀發(fā)生器116的輸出分別饋送至漂移消除環(huán)路150的窄帶輸入端152、寬帶輸入端154及梳狀輸入端156。
在漂移消除環(huán)路150中，功率分配器130將寬帶合成器122的輸出分解至第一和第二支路上。放大器132和134將各自支路上的信號電平進(jìn)行放大。第一混頻器138將放大器132的輸出與梳狀發(fā)生器116的輸出進(jìn)行混合，為梳狀發(fā)生器116產(chǎn)生的每個(gè)諧波產(chǎn)生了一對不同的和頻及差頻。通過近似地調(diào)節(jié)寬帶合成器122的頻率，混頻器138發(fā)出的和頻或差頻之一可被調(diào)節(jié)到與一個(gè)目的頻率FK相等。對于正常的運(yùn)行，經(jīng)常將漂移消除環(huán)路150的輸入進(jìn)行調(diào)節(jié)，以在混頻器138的輸出端產(chǎn)生一個(gè)等于FK的諧波。
第一帶通濾波器142對混頻器138的輸出進(jìn)行濾波。第一帶通濾波器142的中心頻率為FK，具有足夠窄的帶寬，只能通過FK的混合頻率，并濾除其它所有頻率成分。第一帶通濾波器142的輸出被傳送至第二混頻器146，將第一帶通濾波器142的輸出與窄帶合成器112的輸出進(jìn)行混合，從而產(chǎn)生另一對和頻及差頻。和頻及差頻被傳送至第二帶通濾波器144，它通常濾除和頻，并將差頻送至它的輸出端。
送出的諧波被送至第三混頻器140。第三混頻器140將傳送來的諧波與放大器134的輸出進(jìn)行混合，產(chǎn)生另一對和頻及差頻。低通濾波器148阻擋了和頻，將差頻送至合成器100的輸出端。輸出可能與附加級(未示出)進(jìn)行耦合，用于有選擇地進(jìn)行倍頻或調(diào)節(jié)輸出信號的幅值。
合成器100的輸出頻率可以用兩種方法進(jìn)行調(diào)節(jié)。第一，寬帶合成器122可以在大尺度下進(jìn)行調(diào)節(jié)以改變總輸出頻率。第二，窄帶合成器112可以在小尺度下進(jìn)行調(diào)節(jié)以改變總輸出頻率。窄帶合成器112通常通過直接數(shù)字合成(DDS)進(jìn)行工作，產(chǎn)生幾乎連續(xù)的輸出頻率范圍。窄帶合成器112的頻率范圍最好等于或大于梳狀發(fā)生器116產(chǎn)生的相鄰梳的間隔，從而允許窄帶合成器在相鄰的梳間進(jìn)行完全調(diào)節(jié)。按照這種布置，寬帶合成器122影響粗略的頻率變化，而窄帶合成器112影響精細(xì)的頻率變化。這種組合允許合成器100的頻率在很寬的范圍內(nèi)進(jìn)行高精度的調(diào)節(jié)。
正如所知的，寬帶合成器122將產(chǎn)生相當(dāng)大的相位噪聲。然而，通過漂移消除環(huán)路150的作用，這個(gè)相位噪聲被大大降低。由于混頻器138、140和146的和頻及差頻作用，在合成器100的輸出中消除了寬帶合成器122的頻率。與寬帶合成器122的頻率一起，它的許多相位噪聲也被消除了。
在更精細(xì)的裝置中，在第二放大器134與第三混頻器140間布置了一個(gè)延遲電路136。延遲電路136引起第三混頻器140的輸入端在相應(yīng)的瞬時(shí)時(shí)間傳送表示寬帶合成器122的輸出的信號。通過將在第二支路上傳送的信號進(jìn)行延遲，以與信號在第一支路上引起的延遲進(jìn)行匹配，混頻器140的兩個(gè)輸入端共同具有相應(yīng)的相位擾動，從而大大消除了相位噪聲。由于低通濾波器148只能通過混頻器140產(chǎn)生的輸入頻率的差頻，混頻器140的兩個(gè)輸入中共有的噪聲被消除掉。
即使附加了延遲電路136，合成器100仍然無法排除寬帶合成器122中的一些相位噪聲。寬帶合成器的低頻或“近距離”相位噪聲(低于1MHz偏差)在很大程度上被消除，而高頻或“遠(yuǎn)距離”相位噪聲(超過1MHz偏差)一般未能消除。在嚴(yán)格控制窄帶合成器112和梳狀發(fā)生器116的裝置中，微波合成器100的所有遠(yuǎn)離相位噪聲主要為寬帶合成器122中無法消除的遠(yuǎn)距離相位噪聲。
發(fā)明概述如前述的背景所述，本發(fā)明的一個(gè)目的是降低自動測試裝置中的微波合成器所產(chǎn)生信號的遠(yuǎn)距離相位噪聲。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的以及其它目的和優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)本發(fā)明的微波合成器包括一個(gè)漂移消除環(huán)路，該漂移消除環(huán)路具有一個(gè)窄帶輸入端、一個(gè)低頻頻率梳狀輸入端、一個(gè)寬帶輸入端以及一個(gè)用于提供可調(diào)頻率的輸出信號的輸出端。窄帶合成器與窄帶輸入端連接，梳狀發(fā)生器與低頻頻率梳狀輸入端連接。取代了常規(guī)布局中使用寬帶合成器以驅(qū)動寬帶輸入的做法，本發(fā)明中使用一個(gè)低噪聲高頻率的振蕩器。振蕩器的輸出與梳狀發(fā)生器的輸出進(jìn)行混合，而產(chǎn)生低噪聲高頻的頻率梳。然后用低噪聲高頻頻率梳驅(qū)動漂移消除環(huán)路的寬帶輸入。與常規(guī)的設(shè)計(jì)比較，用高頻頻率梳取代寬帶合成器可以顯著地降低合成器的遠(yuǎn)距離相位噪聲。
優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)說明布局及工作圖2表示了根據(jù)本發(fā)明的微波合成器200的實(shí)施例。在許多方面，微波合成器200類似于圖1表示的微波合成器100。例如，微波合成器200包括一個(gè)漂移消除環(huán)路250、一個(gè)窄帶合成器212、一個(gè)梳狀發(fā)生器216以及一個(gè)低通濾波 248，分別類似于圖1中的結(jié)構(gòu)150、112、116與148。此外，漂移消除環(huán)路250中有一個(gè)窄帶輸入端252、一個(gè)寬帶輸入端254和一個(gè)梳狀輸入端256，分別對應(yīng)于圖1中漂移消除環(huán)路150中的輸入端152、154和156。
盡管有這些類似，微波合成器200與合成器100在許多方面不同。這部分體現(xiàn)在用于驅(qū)動寬帶輸入端254的電路方面。如上所述，常規(guī)的漂移消除環(huán)路使用一個(gè)由鎖相環(huán)組成的寬帶合成器，用來驅(qū)動漂移消除環(huán)路的寬帶輸入。鎖相環(huán)通常包括一個(gè)VCO或YIG(釔鐵石榴石)振蕩器。然而，在圖2表示的實(shí)施例中，漂移消除環(huán)路的寬帶輸入端254用梳狀發(fā)生器216與振蕩器222的混合輸出進(jìn)行驅(qū)動。
振蕩器222產(chǎn)生一個(gè)頻率為FO的低噪聲高頻率諧波?；祛l器226將這個(gè)低噪聲諧波與梳狀發(fā)生器216產(chǎn)生的一個(gè)頻率梳FSC進(jìn)行混合(通過第一濾波器組218與功率分配器220)，在FO±FSC產(chǎn)生一對和頻與差頻。
第二濾波器組228從這些諧波中選擇一個(gè)，即，(FO+FSC)或者(FO-FSC)，輸送至漂移消除環(huán)路250的寬帶輸入端254。與圖1表示的常規(guī)設(shè)計(jì)不同，合成器200最好包括第一濾波器組218，用于選擇梳狀發(fā)生器216產(chǎn)生的一個(gè)適宜的頻率梳，并用于阻擋其它所有頻率梳。第一濾波器組218有助于阻止將不需要的虛假信號送入漂移消除環(huán)路250，因此降低了總的噪聲。
只要第一濾波器組218選定了一個(gè)不同的低頻頻率梳，就向第二濾波器組228提供了一對不同的和頻及差頻。在優(yōu)選實(shí)施例中，低噪聲振蕩器222產(chǎn)生了5.2GHz的單諧波FO，梳狀發(fā)生器216產(chǎn)生了在200MHz、400MHz、600MHz、800MHz與1GHz的頻率梳。給定這些輸入，在漂移消除環(huán)路250的寬帶輸入端254提供了下面所有的頻率● 4.2GHz、4.4GHz、4.6GHz、4.8GHz與5GHz(通過頻率相減)；● 5.2GHz(通過回避混頻器226進(jìn)行直接連接)；和● 5.4GHz、5.6GHz、5.8GHz、6.0GHz與6.2GHz(通過頻率相加)。
通過適當(dāng)選擇低頻頻率梳(LFCs)與高頻頻率梳(HFCs)，微波合成器200可以假定多個(gè)不同的頻率范圍。通過調(diào)節(jié)窄帶合成器212的頻率，這些不同的范圍可以被連續(xù)地混合在一起。
如果窄帶合成器212產(chǎn)生的輸出頻率范圍為從800MHz到1GHz，微波合成器200能夠產(chǎn)生從DC到2GHz范圍內(nèi)的連續(xù)頻率。出于實(shí)用目的，在10MHz建立低頻限度。下面的表1總結(jié)了微波合成器200選擇低頻與高頻頻率梳的方式，用于建立不同的頻率范圍表1

為了理解這些范圍是如何提供的，需要注意合成器200的輸出頻率滿足方程——FOUT＝HFC-5.2GHz-NBS
其中，HFC為選定的高頻頻率梳的頻率，NBS為窄帶合成器212的頻率。
為了在寬帶輸入端254提供5.2GHz的諧波，需要激活開關(guān)224，對混頻器226進(jìn)行旁路，將振蕩器222產(chǎn)生的5.2GHz輸出直接傳送至第二濾波器組228。濾波器組228將此輸出直接傳送至寬帶輸入端254(見圖5)。當(dāng)?shù)诙V波器組228選定5.2GHz諧波，將其送入寬帶輸入端254，漂移消除環(huán)路250激活另一個(gè)開關(guān)258，對第一混頻器238進(jìn)行旁路，將5.2GHz信號直接送入第一帶通濾波器242。在這些情況下，無需進(jìn)行混頻即可產(chǎn)生FK，因?yàn)閷拵л斎攵?54的信號已經(jīng)等于FK。
在優(yōu)選實(shí)施例中，振蕩器222是一個(gè)絕緣諧振振蕩器(DRO)，例如General Microwave Corporation of Farmingdale，NY的P2579型。它產(chǎn)生一個(gè)5.2GHz的固定頻率，并可在很窄的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而允許它與其它系統(tǒng)元件進(jìn)行同步。在優(yōu)選實(shí)施例中，DRO 222與一個(gè)100MHz溫控晶體振蕩器(OCXO)214進(jìn)行同步，例如Piezo Technology，Inc.，of Orlando，F(xiàn)L.的PTI X05051-001。然后，OCXO 214與系統(tǒng)參照物210進(jìn)行同步。同步最好通過使用帶寬極窄的鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)，在它們的反饋中有分頻器，從而提供閉環(huán)的頻率倍增。
通過用低噪聲高頻率的頻率梳取代寬帶合成器122，微波合成器200的遠(yuǎn)距離相位噪聲被顯著降低。然而，需要注意，在整個(gè)合成器200保持低噪聲，以及在這種低噪音設(shè)計(jì)下追求全部的利益。
圖3表示圖2所示的梳狀發(fā)生器216的詳細(xì)方框圖。梳狀發(fā)生器216接收OCXO 214產(chǎn)生的極低噪聲的輸出。倍頻器對從OCXO發(fā)出的100MHz信號進(jìn)行加倍，產(chǎn)生200MHz參考信號。放大器314放大200MHz的參考信號，帶通濾波器316對放大的信號進(jìn)行濾波。另一個(gè)放大器318對帶通濾波器316的輸出進(jìn)行放大。帶通濾波器316最好是一個(gè)窄帶晶體濾波器，用于消除10KHz偏差之外的噪聲?？蓮腜iezo Technology，Inc.獲得適用的窄帶晶體濾波器。梳狀發(fā)生器裝置320連接至帶通濾波器316的輸出端，產(chǎn)生間隔為200MHz的頻率梳。一種適用的梳狀發(fā)生器320為Microcemi Corporation of Irvine，CA.的GG 7014039。在梳狀發(fā)生器320的輸出端使用高通濾波器322，令不同的頻率梳的幅值相等，在梳狀發(fā)生器320的輸出端使用低通濾波器324，濾除高于1GHz的頻率梳。
圖4表示圖2中所示的濾波器組218的詳細(xì)方框圖。濾波器組418最好包括一個(gè)放大410，對從梳狀發(fā)生器接收到的頻率梳進(jìn)行放大。濾波器組包括5個(gè)帶通濾波器420、422、424、426和428。帶通濾波器420、422、424、426和428的中心頻率與梳狀發(fā)生器產(chǎn)生的不同頻率梳對應(yīng)。濾波器組218通過對單刀雙擲(SPDT)開關(guān)412、414、416與418的配置從梳狀發(fā)生器216選定希望的頻率梳。來自放大器410的被放大的頻率梳被傳送入帶通濾波器，其中心頻率與期望的頻率梳對應(yīng)。例如，選擇了600MHz的頻率梳，在這種方式下，SPDT開關(guān)416與418閉合，使得放大器410的輸出被連接至濾波器424的輸入端。選定的帶通濾波器讓希望的頻率梳通過，并充分地阻擋了其它所有頻率梳。在帶通濾波器的輸出一側(cè)，SPDT開關(guān)432、434、436和438將選定的帶通濾波器連接至放大器440。放大器440放大選定的頻率梳，并將選定的頻率梳傳送至濾波器組218的輸出端。
圖5表示圖2中所示的濾波器組228的詳細(xì)方框圖。與濾波器組218相反，它是從低頻頻率梳(即以200MHz的增量從200MHz到1GHz)中進(jìn)行選擇，濾波器組228在選定的低頻頻率梳與振蕩器222的混合結(jié)果中進(jìn)行選擇。這些混合結(jié)果在頻率上分隔的間距比高頻頻率梳的間距寬的多。例如，將1GHz的低頻頻率梳與5.2GHz的振蕩器進(jìn)行混合時(shí)，最近的混合結(jié)果也要間隔2GHz。通過比較，相鄰的低頻頻率梳分隔只有200MHz。因此，為了實(shí)現(xiàn)必須的濾波，無需為每個(gè)高頻頻率梳提供不同的帶通濾波器。為此，濾波器組228包括四個(gè)帶通濾波器514、516、518和520。按照下面的表2，根據(jù)期望的高頻頻率梳選擇帶通濾波器表2

優(yōu)點(diǎn)通過用低頻頻率梳與穩(wěn)定振蕩器的混合結(jié)果來驅(qū)動漂移消除環(huán)路的寬帶輸入端，得到的微波合成器可以提供極低的相位噪聲。即使在偏離載波很高的頻率，此時(shí)漂移消除環(huán)路對于降低相位噪聲不再有效，合成器仍保持了低相位噪聲。
微波合成器200原型的初步測量表明，總相位噪聲并不像在常規(guī)的設(shè)計(jì)中那樣主要取決于施加給合成器寬帶輸入端的信號，而是取決于窄帶輸入端的信號。用一個(gè)偏差為10MHz并具有-155dBc/Hz相位噪聲的DDS來驅(qū)動窄帶輸入時(shí)，試驗(yàn)表明，整個(gè)合成器僅有-153dBc/Hz的相位噪聲。作為比較，使用常規(guī)電壓控制或YIG振蕩器來驅(qū)動寬帶輸入的設(shè)計(jì)，產(chǎn)生的相位噪聲近似為-140到-143dBc/Hz，至少比本設(shè)計(jì)方法的相位噪聲高10dBc/Hz。
根據(jù)本發(fā)明的微波合成器還具有比常規(guī)合成器更快的建立時(shí)間。YIG振蕩器的響應(yīng)時(shí)間在十毫秒數(shù)量級。為了滿足速度耗費(fèi)，在鎖相環(huán)內(nèi)配置的電壓控制或YIG振蕩器，對此具有穩(wěn)定的需求。相反，高頻頻率梳可以在小于十微秒內(nèi)進(jìn)行切換，比YIG的振蕩器的建立時(shí)間快三個(gè)數(shù)量級。因此，根據(jù)本發(fā)明的微波合成器能夠以很高的速度改變頻率。這使得合成器可以緊跟采用頻率跳躍的裝置，例如那些設(shè)計(jì)為滿足藍(lán)牙規(guī)范的裝置。藍(lán)牙裝置可以以最大為每625微秒變化一次的速度改變它們的工作頻率。因此，在它們進(jìn)行跳頻時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的微波合成器能夠測試這些設(shè)備，并具有極低的相位噪聲。
更一般地，減少裝置的測試時(shí)間直接引起制造成本的下降。本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，通過減少切換時(shí)間，根據(jù)本發(fā)明的合成器允許消費(fèi)者以更少的成本來生產(chǎn)這些裝置。實(shí)現(xiàn)微波合成器200的形式，最好是一個(gè)插入測試系統(tǒng)底板的儀器。測試系統(tǒng)包括一臺主機(jī)，它與底板進(jìn)行通信，并能夠運(yùn)行測試程序。測試程序包括用于控制微波合成器200的指令，例如，規(guī)劃它的頻率、規(guī)劃它的幅值、進(jìn)行校準(zhǔn)以及讀取后面的狀態(tài)。通過適用的電纜或連接器，或者通過一個(gè)高頻開關(guān)矩陣，合成器的輸出端直接連接至被測裝置上。
為了在這種情況下工作，微波合成器200最好包括一個(gè)數(shù)字控制電路(未示出)。數(shù)字控制電路接收來自測試程序的高等級指令，將這些指令翻譯成電子信號，用于控制合成器200的激活。數(shù)字控制電路還用于監(jiān)測合成器200的活動，并向測試程序進(jìn)行匯報(bào)。
微波合成器200最好包括常規(guī)的輸出電路(未示出)。這包括倍頻器，用于在數(shù)字控制電路的控制下有選擇性地提供不同的輸出頻率范圍。它還包括用于調(diào)節(jié)合成器200產(chǎn)生的波形幅值的電路?？蛇x方案已經(jīng)介紹了一個(gè)實(shí)施例，還有許多可選的實(shí)施例或變形。如上所述，振蕩器222是一個(gè)固定頻率的絕緣諧振振蕩器(DRO)。然而，還可使用其它類型的振蕩器。例如，只要在工作頻率范圍內(nèi)能夠保持低相位噪聲，就可以使用變頻振蕩器。上述的優(yōu)選實(shí)施例中包括一個(gè)溫控晶體振蕩器(OCXO)214，用于提供極穩(wěn)定的頻率參考。根據(jù)相位噪聲的要求，OCXO 214可以被替換為其它類型的振蕩器。
盡管濾波器組218是微波合成器200的優(yōu)選部分，它并不是嚴(yán)格要求的，還可以被省略。然而，在拒絕由梳狀發(fā)生器216產(chǎn)生的不希望的頻率梳通過時(shí)，省略濾波器組218將給濾波器組228和帶通濾波器242帶來額外的負(fù)擔(dān)。因此，省略濾波器組將需要系統(tǒng)的其它地方使用更貴的元件，或者引起更大的虛假信號。
如上所述，用相同的梳狀發(fā)生器產(chǎn)生低頻頻率梳與高頻頻率梳。可選的方案是，可以用不同的梳狀發(fā)生器產(chǎn)生不同的頻率梳組。例如，可將第二梳狀發(fā)生器的輸出信號與振蕩器的輸出進(jìn)行混合，以產(chǎn)生高頻頻率梳。
盡管參照指定的頻率和范圍描述上述的優(yōu)選實(shí)施例，微波合成器200的設(shè)計(jì)中絕不排除使用其它的頻率或頻率范圍。例如，頻率梳無需用200MHz進(jìn)行分隔。振蕩器222也不必一定在5.2GHz工作。
上述的合成器200的實(shí)施例采用的形式為，作為儀器插入測試器。然而，合成器200并不僅限于這種實(shí)施。它可以被提供為臺式儀器，例如單獨(dú)支座的或者可通過IEEE-488總線進(jìn)行編程。它還可以為適用于安裝在例如VXI或PXI底板等標(biāo)準(zhǔn)底板上的模塊儀器。
全部這些以及其它的可選方案或變形都已經(jīng)由發(fā)明者考慮過，并將落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。因此，應(yīng)當(dāng)理解的是，前面的介紹都是作為示例，本發(fā)明應(yīng)該僅由所附的權(quán)利要求的精神和范圍限定。
權(quán)利要求
1.一種用于向被測裝置提供測試激勵(lì)的微波合成器，包括窄帶合成器，提供可調(diào)節(jié)的頻率輸出；振蕩器，提供基本固定的頻率輸出；梳狀發(fā)生器，提供一系列諧波；第一混頻器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，第一輸入端與梳狀發(fā)生器的輸出端連接，第二輸入端與振蕩器的輸出端連接；第二混頻器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，第一輸入端與梳狀發(fā)生器的輸出端連接，第二輸入端與第一混頻器的輸出端連接；第三混頻器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，第一輸入端與第二混頻器的輸出端連接，第二輸入端與窄帶合成器的輸出端連接；和第四混頻器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，第一輸入端與第三混頻器的輸出端連接，第二輸入端與第一混頻器的輸出端連接。
2.如權(quán)利要求1所述的微波合成器，其中振蕩器包括絕緣諧振振蕩器(DRO)。
3.如權(quán)利要求1所述的微波合成器，進(jìn)一步包括第一功率分配器，該功率分配器具有連接至第一混頻器輸出端的輸入端，連接至第二混頻器的第二輸入端的第一輸出端，及連接至第四混頻器的第二輸入端的第二輸出端。
4.如權(quán)利要求3所述的微波合成器，進(jìn)一步包括濾波器組，串聯(lián)在第一混頻器的輸出端與第一功率分配器的輸入端之間，濾波器組包括多個(gè)有選擇性的帶通濾波器，用于傳送期望的第一混頻器的混合結(jié)果，并削弱不希望的第一混頻器的混合結(jié)果。
5.如權(quán)利要求2所述的微波合成器，進(jìn)一步包括溫控晶體振蕩器(OCXO)，用于產(chǎn)生參考頻率，其中，梳狀發(fā)生器和振蕩器被這樣構(gòu)造并排列，形成各自與參考頻率同步的輸出頻率。
6.如權(quán)利要求5所述的微波合成器，其中，窄帶合成器與OCXO被這樣構(gòu)造并排列，形成各自與測試器時(shí)鐘參考同步的輸出頻率。
7.如權(quán)利要求3所述的微波合成器，進(jìn)一步包括第二功率分配器，該功率分配器具有連接至梳狀發(fā)生器輸出端的輸入端，連接至第一混頻器的第二輸入端的第一輸出端，及連接至第二混頻器的第二輸入端的第二輸出端。
8.如權(quán)利要求3所述的微波合成器，進(jìn)一步包括第一帶通濾波器，串聯(lián)在第二混頻器的輸出端與第三混頻器的第一輸入端之間；第二帶通濾波器，串聯(lián)在第三混頻器的輸出端與第四混頻器的第一輸入端之間；和低通濾波器，連接在第四混頻器的輸出端。
9.如權(quán)利要求1所述的微波合成器，其中，梳狀發(fā)生器包括依次串聯(lián)的倍頻器、晶體濾波器以及梳狀發(fā)生器。
10.一種微波合成器，包括漂移消除環(huán)路，具有窄帶輸入端、頻率梳輸入端、寬帶輸入端以及輸出端，該輸出端產(chǎn)生可調(diào)頻率的輸出信號；窄帶合成器，具有與漂移消除環(huán)路的窄帶輸入端連接的輸出端；梳狀發(fā)生器，連接至漂移消除環(huán)路的頻率梳輸入端，并提供一系列諧波；振蕩器，產(chǎn)生基本固定的頻率輸出；和混頻器，具有與振蕩器連接的第一輸入端，與梳狀發(fā)生器連接的第二輸入端，以及與漂移消除環(huán)路的寬帶輸入端連接的輸出端。
11.如權(quán)利要求10所述的微波合成器，進(jìn)一步包括溫控晶體振蕩器(OCXO)，與梳狀發(fā)生器與振蕩器連接，用OCXO將梳狀發(fā)生器與振蕩器進(jìn)行同步。
12.如權(quán)利要求11所述的微波合成器，其中，OCXO與測試器參考時(shí)鐘連接，并與測試器參考時(shí)鐘同步進(jìn)行振蕩。
13.如權(quán)利要求11所述的微波合成器，進(jìn)一步包括濾波器組，串聯(lián)在混頻器的輸出端與漂移消除環(huán)路的寬帶輸入端之間，濾波器組包括多個(gè)有選擇性的帶通濾波器，用于傳送期望的混頻器的混合結(jié)果，并削弱不希望的混頻器的混合結(jié)果。
14.一種微波合成器，包括漂移消除環(huán)路，具有窄帶輸入端、頻率梳輸入端、寬帶輸入端以及輸出端，該輸出端產(chǎn)生可調(diào)頻率的輸出信號；窄帶合成器，具有與漂移消除環(huán)路的窄帶輸入端連接的輸出端；梳狀發(fā)生器，連接至漂移消除環(huán)路的頻率梳輸入端，并提供一系列諧波；振蕩器，產(chǎn)生基本固定的頻率輸出；和混合裝置，用于將梳狀發(fā)生器的諧波序列與振蕩器的輸出頻率進(jìn)行混合，從而產(chǎn)生輸出信號，該輸出信號包括和頻與差頻中的至少，輸出信號被提供到漂移消除環(huán)路的寬帶輸入端。
15.如權(quán)利要求14所述的微波合成器，進(jìn)一步包括溫控晶體振蕩器(OCXO)，與梳狀發(fā)生器與振蕩器連接，采用OCXO將梳狀發(fā)生器與振蕩器進(jìn)行同步。
16.如權(quán)利要求14所述的微波合成器，其中，OCXO與測試器參考時(shí)鐘連接，并與測試器參考時(shí)鐘同步進(jìn)行振蕩。
17.一種使用漂移消除環(huán)路以產(chǎn)生高頻信號的方法，該漂移消除環(huán)路具有窄帶輸入端、低頻頻率梳輸入端、寬帶輸入端以及輸出端，該輸出端用于產(chǎn)生可調(diào)頻率的輸出信號，該方法包括(A)向漂移消除環(huán)路的窄帶輸入端施加可調(diào)頻率的信號；(B)向漂移消除環(huán)路的低頻頻率梳輸入端施加諧波梳序列，該序列間隔基本一致的頻率；(C)將諧波序列與基本固定的頻率信號進(jìn)行混合，以產(chǎn)生組合信號，該組合信號包括與頻率的和頻與差頻的至少一個(gè)對應(yīng)的成分；和(D)將組合信號施加到漂移消除環(huán)路的寬帶輸入端。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，進(jìn)一步包括(E)有選擇地對組合信號進(jìn)行濾波，以便只使期望的頻率成分通過。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，進(jìn)一步包括改變選擇性濾波步驟E，以改變充分通過的頻率成分。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，進(jìn)一步包括改變可調(diào)的頻率信號，以產(chǎn)生不同的輸出頻率。
全文摘要
一種微波合成器包括一個(gè)漂移消除環(huán)路，該漂移消除環(huán)路具有一個(gè)窄帶輸入端、一個(gè)低頻頻率梳狀輸入端、一個(gè)寬帶輸入端以及一個(gè)用于提供可調(diào)頻率輸出信號的輸出端。窄帶合成器與窄帶輸入端連接，梳狀發(fā)生器與低頻頻率梳狀輸入端連接。取代了常規(guī)布圖中使用寬帶合成器以驅(qū)動寬帶輸入的做法，本發(fā)明中使用一個(gè)高穩(wěn)定性的低噪聲高頻率的振蕩器。振蕩器的輸出與梳狀發(fā)生器的輸出進(jìn)行混合，以產(chǎn)生低噪聲高頻頻率梳。然后用低噪聲高頻頻率梳驅(qū)動漂移消除環(huán)路的寬帶輸入。與常規(guī)的設(shè)計(jì)比較，用高頻頻率梳取代寬帶合成器可以顯著地降低合成器的相位噪聲。
文檔編號H03L7/16GK1463365SQ02802066
公開日2003年12月24日 申請日期2002年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月12日
發(fā)明者伯納德·M·科迪 申請人:泰拉丁公司