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毫米波由于具有波长短、频带宽以及与大气相互作用等特性,已应用在雷达与制导、电子对抗、毫米波通信、遥感遥测等领域。毫米波系统中,毫米波频率源是关键的部件,它性能的好坏直接影响着系统的整体性能。就毫米波雷达而言,为了抑制目标的背景杂波,提高低空探测能力,一般要求其频率源具有全相参特性;为了便于提取目标的多普勒频移,还要求频率源具有极高的频率稳定度和频谱纯度;同时为了对抗有源干扰,还要求频率源具有快速跳频能力。本课题即是为研制低相噪、低杂散、窄步进、捷变频的全相参毫米波频率源而开展的。直接式频率合成是获得高性能毫米波频率源的一个重要方式,但是它体积大,设备复杂,杂散也较大。数字锁相集成器件出现以来,锁相式频率合成器得到迅速发展,但是当需要窄频率步进时,环路带宽需要降低,致使锁定时间变长,不能满足快速跳频的要求。DDS(直接数字频率合成)的出现恰好可以弥补这一缺陷,但是它输出频率上限太低,宽带杂散大。本文根据全相参毫米波雷达对频率源的要求,在理论分析的基础上将DDS和M/N PLL相结合,研制出一种窄步进、捷变频的Ka band全相参毫米波频率源,输出Ka band本振和发射两路信号,频差60MHz。系统分为微波与毫米波两大部分,微波部分综合利用了DDS、LO混频锁相环和RF混频锁相环实现两路频差15MHz的X band全相参信号;毫米波部分,将X band本振信号四倍频得到毫米波本振;X band载波信号经开关控制形成脉冲信号,倍频、IQ调制后得到毫米波发射信号。实验结果表明,DDS的引入缓解了锁定时间和频率分辨率的矛盾,系统的频率分辨率达到100kHz(受晶振频率稳定度限制);DDS上变频后驱动M/N锁相环路,大幅度改善了相位噪声,相噪<-87dBc/Hz@1kHz、-92dBc/Hz@10kHz;对DDS频率、参考分频比R1和环路分频比N1的三重调节,回避了大杂散的DDS频点,且保证了400MHz带宽内全部频点的实现,杂散<-55dBc,跳频时间<14us;采用二次混频电路锁定发射信号,降低了系统复杂性。本项目研究成果已成功地应用于某单位国家重点型号工程×××中。