频综器是高频接收分系统的重要组成部分,相比以往的测控通信系统,深空测控对频综器要求更高,主要表现在工作频段的扩展和小步进、低相噪的要求。高频接收分系统对DDS内插PLL的电路进一步完善,采用电压型鉴相器、参考滤波、输出窄带跟踪等措施,同时满足1Hz和1.5MHz的相噪要求。

L频段下行频综器设计

S频段下行信道采用L频段频综器。L频段频综器采用DDS与PLL混合设计,DDS控制输出频率的最小间隔,用L频段本振将DDS输出频率搬移到更高频率,采用混频方式取上下边带进行扩频,降低了倍频次数,避免了DDS因倍频引入的相噪、杂散恶化,如图4-11所示。

L频综器设计框图

图4-11 L频综器设计框图

为满足相位噪声的要求,参考源倍频模块和DDS时钟倍频模块均采用直接倍频器实现,本振环输出频率设计为1500MHz和1550MHz。正交调制器可以在700MHz到7GHz频带内提供很好的单边带调制功能,同时获得不小于30dB的本振及镜像抑制;DDS的工作频率设计为10~60MHz,频率步进为100Hz;锁相倍频环鉴相频率为50MHz。跟踪环采用窄带PLL,进一步改善带内杂散但不会对相位噪声有所影响。

X频段下行频综器设计

X频段的频率综合器利用L频段频综器,与6200MHz锁相源混频,输出X频段本振信号。6200MHz单环的实现原理比较简单,由10MHz外部参考信号经倍频后激励一数字环,锁相后输出频率3100MHz,再通过2次倍频得到6200MHz,实现原理如图4-12所示。

鉴相器采用电压型低相噪数字鉴相器,PLL反馈端外置二分频器,选取鉴相频率为50MHz,设计环路带宽150~200kHz,确保100kHz由带内噪声决定,相噪满足指标要求。

X频综器设计框图

图4-12 X频综器设计框图