小型高精度射频矢量信号源[实用新型专利]

(12)实用新型专利

(10)授权公告号 CN 207625540 U(45)授权公告日 2018.07.17

(21)申请号 201721595421.9(22)申请日 2017.11.25

(73)专利权人 深圳鼎缘电子科技有限公司

地址 518000 广东省深圳市福田区香蜜湖

街道农园路香域中央9-2B(72)发明人 袁渊　姚立民　黄肖霄　(74)专利代理机构 北京联瑞联丰知识产权代理

事务所(普通合伙) 11411

代理人 郑自群(51)Int.Cl.

H04B 1/00(2006.01)H04B 1/04(2006.01)H04B 17/13(2015.01)

权利要求书1页 说明书6页 附图1页

(54)实用新型名称

小型高精度射频矢量信号源(57)摘要

本实用新型公开了一种小型高精度射频矢量信号源。它包括射频信号产生及频率调整装置、频率合成及相位调整装置、可变增益放大装置、带宽功率检测装置和微控制装置。本实用新型能够产生25MHz–3000MHz的射频矢量信号，并对射频矢量信号的频率，相位，幅度进行精密调整，减小了体积，降低了成本，提高了射频信号的频率，相位，幅度的调整精度。

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权　利　要　求　书

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1.一种小型高精度射频矢量信号源，其特征是，包括：射频信号产生及频率调整装置、频率合成及相位调整装置、可变增益放大装置、带宽功率检测装置和微控制装置；

射频信号产生及频率调整装置包括压控振荡器和输出分频器，压控振荡器与输出分频器连接，用于产生射频信号和频率调整；

频率合成及相位调整装置的输出信号端与射频信号产生及频率调整装置的本振输入端连接，所述射频信号产生及频率调整装置用于调整频率合成及相位调整装置的输出信号的相位；

可变增益放大装置的输入端与射频信号产生及频率调整装置的输出端连接，用于对射频信号产生及频率调整装置的输出信号进行增益调节；

带宽功率检测装置的输入端与所述可变增益放大装置的输出端连接，所述带宽功率检测装置的输出端与微控制装置的功率信号输入端连接，用于对所述可变增益放大装置的输出信号进行功率检测；

所述微控制装置的第一控制信号输出端与所述可变增益放大装置的控制端口连接，用于通过控制信号对所述的可变增益放大装置进行信号幅度调整；

所述微控制器装置的第二控制信号输出端与所述频率合成及相位调整装置的控制端口连接，所述微控制器装置的第三控制信号输出端与所述射频信号产生及频率调整装置的控制端口连接。

2.根据权利要求1所述的一种小型高精度射频矢量信号源，其特征是：所述的射频信号产生及频率调整装置包括HMC830LP6GE芯片。3.根据权利要求2所述的一种小型高精度射频矢量信号源，其特征是：所述的HMC830LP6GE芯片集成了压控振荡器和输出分频器，压控振荡器与输出分频器连接，能够产生范围为25MHz至3000MHz频率的射频信号，并且能够对生成的射频信号进行最小3Hz精度的频率调整。

4.根据权利要求3所述的一种小型高精度射频矢量信号源，其特征是：所述压控振荡器的基频范围为1500MHz-3000MHz。

5.根据权利要求4所述的一种小型高精度射频矢量信号源，其特征是：所述的输出分频器为1/2/4/6.../60/62分频。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种小型高精度射频矢量信号源，其特征是：带宽功率检测装置包括HMC1021LP4E芯片。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的一种小型高精度射频矢量信号源，其特征是：频率合成及相位调整装置包括AD9910芯片。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的一种小型高精度射频矢量信号源，其特征是：可变增益放大装置包括HMC625BLP5E芯片。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的一种小型高精度射频矢量信号源，其特征是：微控制装置包括ARM芯片。

10.根据权利要求9所述的一种小型高精度射频矢量信号源，其特征是：所述的ARM芯片用于数据采集及功能控制。

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小型高精度射频矢量信号源

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技术领域

[0001]本实用新型涉及射频信号源技术领域，更为具体地，涉及一种小型高精度射频矢量信号源，

背景技术

[0002]射频矢量信号源是射频工程的重要设备，不仅可以输出射频信号，还可以对射频信号的频率，相位，幅度等参数进行精密调整，因而产生和调整矢量信号，广泛应用于无线通讯，遥感遥测等领域。

[0003]25MHz–3000MHz射频矢量信号源常用于蜂窝/4G基础设施，中继器和毫微微蜂窝，通信测试设备，有线电视设备，相控阵应用等，但目前此类设备基本由国际大公司垄断，操作复杂，价格高且不易维护，因此研发小型低成本高精度25MHz–3000MHz射频矢量信号源，替代同类产品，有很大的前景和潜力。实用新型内容

[0004]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种小型高精度射频矢量信号源，能够产生25MHz–3000MHz的射频矢量信号，并对射频矢量信号的频率，相位，幅度进行精密调整，通过ARM系统完成数据采集及所述功能控制，减小了体积，降低了成本，尤其重要的是，显著提高了射频信号的频率，相位，幅度的调整精度。[0005]本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种小型高精度射频矢量信号源，包括：

[0006]射频信号产生及频率调整装置、频率合成及相位调整装置、可变增益放大装置、带宽功率检测装置和微控制装置；

[0007]射频信号产生及频率调整装置包括压控振荡器和输出分频器，压控振荡器与输出分频器连接，用于产生射频信号和频率调整；

[0008]频率合成及相位调整装置的输出信号端与射频信号产生及频率调整装置的本振输入端连接，所述射频信号产生及频率调整装置用于调整频率合成及相位调整装置的输出信号的相位；

[0009]可变增益放大装置的输入端与射频信号产生及频率调整装置的输出端连接，用于对射频信号产生及频率调整装置的输出信号进行增益调节；

[0010]带宽功率检测装置的输入端与所述可变增益放大装置的输出端连接，所述带宽功率检测装置的输出端与微控制装置的功率信号输入端连接，用于对所述可变增益放大装置的输出信号进行功率检测；

[0011]所述微控制装置的第一控制信号输出端与所述可变增益放大装置的控制端口连接，用于通过控制信号对所述的可变增益放大装置进行信号幅度调整；

[0012]所述微控制器装置的第二控制信号输出端与所述频率合成及相位调整装置的控制端口连接，所述微控制器装置的第三控制信号输出端与所述射频信号产生及频率调整装

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置的控制端口连接。[0013]进一步地，所述的射频信号产生及频率调整装置包括HMC830LP6GE芯片。[0014]进一步地，所述的HMC830LP6GE芯片集成了压控振荡器和输出分频器，压控振荡器与输出分频器连接，能够产生范围为25MHz至3000MHz频率的射频信号，并且能够对生成的射频信号进行最小3Hz精度的频率调整。[0015]进一步地，所述压控振荡器的基频范围为1500MHz-3000MHz。[0016]进一步地，所述的输出分频器为1/2/4/6.../60/62分频。[0017]进一步地，所述的带宽功率检测装置包括HMC1021LP4E芯片。[0018]进一步地，所述的频率合成及相位调整装置包括AD9910芯片。[0019]进一步地，所述的可变增益放大装置包括HMC625BLP5E芯片。[0020]进一步地，所述的微控制装置包括ARM芯片。[0021]进一步地，所述的ARM芯片用于数据采集及功能控制。[0022]本实用新型的有益效果是：[0023](1)本实用新型能够产生25MHz–3000MHz的射频矢量信号，并对射频矢量信号的频率，相位，幅度进行精密调整，减小了体积，降低了成本，尤其重要的是，显著提高了射频信号的频率，相位，幅度的调整精度。

[0024]本实用新型的技术效果不限于如上所述。以上技术效果仅仅是示例性说明，本实用新型的其他特征及其作用等将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。本领域技术人员可以根据本申请的说明书直接或间接地知悉其余的技术效果等，此处不再赘述。附图说明

[0025]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0026]图1是本实用新型的结构图。

具体实施方式

[0027]下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。[0028]下面将详细描述本实用新型的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本实用新型。在以下描述中，为了提供对本实用新型的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的电路等。

[0029]如图1所示，一种小型高精度射频矢量信号源，包括：[0030]射频信号产生及频率调整装置、频率合成及相位调整装置、可变增益放大装置、带

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宽功率检测装置和微控制装置；

[0031]射频信号产生及频率调整装置包括压控振荡器和输出分频器，压控振荡器与输出分频器连接，用于产生射频信号和频率调整；

[0032]频率合成及相位调整装置的输出信号端与射频信号产生及频率调整装置的本振输入端连接，所述射频信号产生及频率调整装置用于调整频率合成及相位调整装置的输出信号的相位；

[0033]可变增益放大装置的输入端与射频信号产生及频率调整装置的输出端连接，用于对射频信号产生及频率调整装置的输出信号进行增益调节；

[0034]带宽功率检测装置的输入端与所述可变增益放大装置的输出端连接，所述带宽功率检测装置的输出端与微控制装置的功率信号输入端连接，用于对所述可变增益放大装置的输出信号进行功率检测；

[0035]所述微控制装置的第一控制信号输出端与所述可变增益放大装置的控制端口连接，用于通过控制信号对所述的可变增益放大装置进行信号幅度调整；

[0036]所述微控制器装置的第二控制信号输出端与所述频率合成及相位调整装置的控制端口连接，所述微控制器装置的第三控制信号输出端与所述射频信号产生及频率调整装置的控制端口连接。[0037]可选地，所述的射频信号产生及频率调整装置包括HMC830LP6GE芯片。[0038]可选地，所述的HMC830LP6GE芯片集成了压控振荡器和输出分频器，压控振荡器与输出分频器连接，能够产生范围为25MHz至3000MHz频率的射频信号，并且能够对生成的射频信号进行最小3Hz精度的频率调整。[0039]可选地，所述压控振荡器的基频范围为1500MHz-3000MHz。[0040]可选地，所述的输出分频器为1/2/4/6.../60/62分频。[0041]可选地，所述的带宽功率检测装置包括HMC1021LP4E芯片。[0042]可选地，所述的频率合成及相位调整装置包括AD9910芯片。[0043]可选地，所述的可变增益放大装置包括HMC625BLP5E芯片。[0044]可选地，所述的微控制装置包括ARM芯片。[0045]可选地，所述的ARM芯片用于数据采集及功能控制。[0046]HMC830LP6GE是ANALOG DEVICE公司的一款低噪声、宽带、小数N分频锁相环(PLL)，集成基频范围为1500MHz-3000MHz的压控振荡器(VCO)，以及集成式VCO输出分频器(1/2/4/6.../60/62分频)，可以产生范围为25MHz至3000MHz频率的射频信号，并且可对生成的射频信号进行最小3Hz精度的频率调整，所以HMC830LP6GE是矢量信号产生的核心部件，可对生成矢量信号进行精的频率调整。[0047]AD9910是ANALOG DEVICE公司的一款内置14bitDAC的直接数字频率合成器(DDS)，采用高级DDS专利技术，利用32bit累加器提供快速跳频和频率调谐分辨率，可对DDS输出信号进行精密的相位调整，因此将AD9910的DDS输出信号作为HMC830LP6GE的本振输入，HMC830LP6GE的PLL可以快速锁定DDS本振输入的相位变化，因而精密调整PLL的DDS本振输入相位，可对HMC830LP6GE生成矢量信号进行精的相位调整。[0048]HMC625BLP5E是ANALOG DEVICE公司的一款数字控制可变增益放大器，工作频率范围为DC至5GHz，可编程为以0.5dB步长提供13.5dB衰减至18dB增益范围内的任意值。

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HMC1021LP4E是ANALOG DEVICE公司的一款集成高带宽功率检波器，RMS检测电压输出为RF实信号功率，有70dB的输入检测动态范围，因此HMC1021LP4E通过RMS检测电压输出矢量信号检测功率，而HMC625BLP5E通过控制信号，可对HMC830LP6GE生成矢量信号进行精的幅度调整。

[0049]25MHz–3000MHz射频矢量信号源对射频矢量信号的频率，相位，幅度精密调整的原理和所使用的核心芯片，所有芯片都可以通过ARM系统完成数据采集及所述功能控制，实现小型低成本高精度25MHz–3000MHz射频矢量信号源。[0050]【实施例一】[0051]如图1所示，一种小型高精度射频矢量信号源，包括射频信号产生及频率调整装置、频率合成及相位调整装置、可变增益放大装置、带宽功率检测装置和微控制装置。[0052]射频信号产生及频率调整装置包括压控振荡器和输出分频器，压控振荡器与输出分频器连接，用于产生射频信号和频率调整。

[0053]频率合成及相位调整装置的输出信号端与射频信号产生及频率调整装置的本振输入端连接，射频信号产生及频率调整装置用于调整频率合成及相位调整装置的输出信号的相位。

[0054]可变增益放大装置的输入端与射频信号产生及频率调整装置的输出端连接，用于对射频信号产生及频率调整装置的输出信号进行增益调节。

[0055]带宽功率检测装置的输入端与可变增益放大装置的输出端连接，带宽功率检测装置的输出端与微控制装置的功率信号输入端连接，用于对可变增益放大装置的输出信号进行功率检测。

[0056]微控制装置的第一控制信号输出端与可变增益放大装置的控制端口连接，用于通过控制信号对可变增益放大装置进行信号幅度调整。

[0057]微控制器装置的第二控制信号输出端与频率合成及相位调整装置的控制端口连接，微控制器装置的第三控制信号输出端与射频信号产生及频率调整装置的控制端口连接。

[0058]在本实施例中的其余技术特征，本领域技术人员均可以根据实际情况进行灵活选用和以满足不同的具体实际需求。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的组成，结构或部件，均在本实用新型的权利要求书请求保护的技术方案限定技术保护范围之内，此处不再赘述。[0059]【实施例二】[0060]如图1所示，一种小型高精度射频矢量信号源，包括射频信号产生及频率调整装置、频率合成及相位调整装置、可变增益放大装置、带宽功率检测装置和微控制装置。[0061]射频信号产生及频率调整装置包括压控振荡器和输出分频器，压控振荡器与输出分频器连接，用于产生射频信号和频率调整。

[0062]频率合成及相位调整装置的输出信号端与射频信号产生及频率调整装置的本振输入端连接，射频信号产生及频率调整装置用于调整频率合成及相位调整装置的输出信号的相位。

[0063]可变增益放大装置的输入端与射频信号产生及频率调整装置的输出端连接，用于

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对射频信号产生及频率调整装置的输出信号进行增益调节。

[0064]带宽功率检测装置的输入端与可变增益放大装置的输出端连接，带宽功率检测装置的输出端与微控制装置的功率信号输入端连接，用于对可变增益放大装置的输出信号进行功率检测。

[0065]微控制装置的第一控制信号输出端与可变增益放大装置的控制端口连接，用于通过控制信号对可变增益放大装置进行信号幅度调整。

[0066]微控制器装置的第二控制信号输出端与频率合成及相位调整装置的控制端口连接，微控制器装置的第三控制信号输出端与射频信号产生及频率调整装置的控制端口连接。

[0067]在该实施例中，本领域技术人员可对射频信号产生及频率调整装置采用HMC830LP6GE芯片。

[0068]在本实施例中的其余技术特征，本领域技术人员均可以根据实际情况进行灵活选用和以满足不同的具体实际需求。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的组成，结构或部件，均在本实用新型的权利要求书请求保护的技术方案限定技术保护范围之内，此处不再赘述。[0069]【实施例三】[0070]如图1所示，一种小型高精度射频矢量信号源，包括射频信号产生及频率调整装置、频率合成及相位调整装置、可变增益放大装置、带宽功率检测装置和微控制装置。[0071]射频信号产生及频率调整装置包括压控振荡器和输出分频器，压控振荡器与输出分频器连接，用于产生射频信号和频率调整。

[0072]频率合成及相位调整装置的输出信号端与射频信号产生及频率调整装置的本振输入端连接，射频信号产生及频率调整装置用于调整频率合成及相位调整装置的输出信号的相位。

[0073]可变增益放大装置的输入端与射频信号产生及频率调整装置的输出端连接，用于对射频信号产生及频率调整装置的输出信号进行增益调节。

[0074]带宽功率检测装置的输入端与可变增益放大装置的输出端连接，带宽功率检测装置的输出端与微控制装置的功率信号输入端连接，用于对可变增益放大装置的输出信号进行功率检测。

[0075]微控制装置的第一控制信号输出端与可变增益放大装置的控制端口连接，用于通过控制信号对可变增益放大装置进行信号幅度调整。

[0076]微控制器装置的第二控制信号输出端与频率合成及相位调整装置的控制端口连接，微控制器装置的第三控制信号输出端与射频信号产生及频率调整装置的控制端口连接。

[0077]在该实施例中，本领域技术人员可对射频信号产生及频率调整装置采用HMC830LP6GE芯片。带宽功率检测装置可以是HMC1021LP4E芯片，频率合成及相位调整装置可以是AD9910芯片等。

[0078]在本实施例中的其余技术特征，本领域技术人员均可以根据实际情况进行灵活选用和以满足不同的具体实际需求。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用

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这些特定细节来实行本实用新型。在其他实例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的组成，结构或部件，均在本实用新型的权利要求书请求保护的技术方案限定技术保护范围之内，此处不再赘述。

[0079]在本实施例中的其余技术特征，本领域技术人员均可以根据实际情况进行灵活选用和以满足不同的具体实际需求。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的组成，结构或部件，均在本实用新型的权利要求书请求保护的技术方案限定技术保护范围之内，此处不再赘述。[0080]特别声明，本实用新型的说明书的题目对本实用新型的权利要求的技术方案不构成任何限制性解释，其仅仅是本实用新型的一种或几种实施例的表述而已。[0081]所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述涉及到的系统、装置和单元模块的具体工作过程，可以参考前述实施例中的对应过程，在此不再赘述。即本实用新型并不局限于前述的具体实施方式。本实用新型扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及隐含披露的任一新的组合。[0082]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。在以上描述中，为了提供对本实用新型的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的技术，例如具体的施工细节，作业条件和其他的技术条件等。

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