快跳频率合成器的设计与实现

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1、硕士学位论文题目:快跳频率合成器的设计与实现研究生厉家骏专业通信与信息系统指导教师张福洪教授完成日期2016年3月杭州电子科技大学硕士学位论文快跳频率合成器的设计与实现研究生：厉家骏指导教师：张福洪教授2016年3月DissertationSubmittedtoHangzhouDianziUniversityFortheDegreeofMasterTheDesignandRealizationofFastHoppingFrequencySynthesizerCandidate:LiJiajunSupervisor:Pr

2、of.ZhangFuhongMarch，2016杭州电子科技大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明：本人郑重声明所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中レッ明确方式标明。一。申请学位论文与资料若有不实么处，本人承担切相关责任‘＼论文作者签名：技＾说日期：年＾月日｜＾学位论文使用授权说明：本人完全了解杭州电子科技

3、大学关于保留和使用学位论文的规定，即研究生在校攻读。学位期间论文工作的知识产权单位属杭州电子科技大学本人保证毕业离校后，发表论文或。使用论文工作成果时署名单位仍然为杭州电子科技大学学校有权保留送交论文的复印件，、允许查阅和借阅论文，；学校可公布论文的全部或部分内容可允许采用影印缩印或其它复制手段保存论文。（保密论文在解密后遵守此规定）论文作者签名：日期：年曰桃您言叫指导教师签名：日期：备年月＾日ＡＪ杭州电子科技大学硕士学位论文摘要在当下的通信系统中，常使用跳频通信技术来增加通信系统的抗

4、干扰和抗截获能力。跳频通信系统已经被广泛的用于军事、医疗、电子对抗、仪器仪表等领域内。而频率合成器作为跳频通信系统中的核心部分，决定了跳频系统的频率跳变速度和跳变稳定性。因此，频率合成器的设计是非常值得深入研究的，尤其是跳频速度这一关键指标的提升会对系统的抗捕获性能产生举足轻重的影响。基于实验室项目指令******系统的研究背景，本文研制了一款新型L波段快跳频率合成器，它具有频率切换速度极快、输出杂散和相噪较低、体积较小的优点。结合频率范围（1125~1230MHz）、跳频速度（>77KHop/s）、频率切换速度（<2

5、00ns）、杂散抑制优于50dBc、本振相噪（<-90dBc/Hz@10KHz）等指标要求，本文分析对比了几种频率合成方案，包括双锁相环（PhaseLockLoop，PLL）乒乓切换、锁相环VCO电压预置、直接数字频率合成（DirectDigitalSynthesizer,DDS）倍频、DDS+PLL混频等，综合其优缺点，本设计采用了DDS直接倍频的方案来制作此频率合成器。针对本文选择的DDS倍频方案，详细分析了其相位噪声、杂散抑制等性能。对比了几款常用的DDS芯片如AD9910、AD9912、AD9915等，分析了他

6、们各自的无杂散动态范围（SpuriousFreeDynamicRange，SFDR），并结合目标频带范围进行频率规划。本方案选择了AD9912作为DDS芯片，经过2次2倍频到达目标频率。针对AD9912串行配置的特点，详细分析了系统跳频时间，采用预先配置寄存器，由IO_UPDATE送入频点切换信号达到捷变频的目的。并根据仿真结果验证了此设计能较好的满足系统指标要求。采用Mini-Circuits公司的两款2倍频器（AMK-2-13+,KC2-11），设计了两阶2倍频链路。DDS系统的杂散抑制低是其缺点，因此需要引入滤波

7、器来克服此缺点，而对此滤波器的设计并不是件容易的事。文中利用ADS射频仿真设计软件对系统中关键的3个带通滤波器进行仿真，再加入村田模型进行实际设计。文中选择AD9516-3作为本系统的时钟分配器，由FPGA控制整个系统的运行。设计了基于RS序列的跳频图案。最后利用CadenceAllegro设计了四层混合信号硬件平台，针对电磁兼容、电源完整性和实物测试等因素考虑，做了相应的布局与走线设计、接地设计、去耦设计和电源完整性仿真分析，完成了此快跳频率合成系统的硬件电路实现。本文完整地实现了一种快跳频率合成器方案，从原理论证到

8、硬件实现都能较好的满足该频率合成器在实验室项目中各项要求，在实际工程中具有较高的价值。关键词：频率合成，捷变频，DDS，倍频，跳频通信系统I杭州电子科技大学硕士学位论文ABSTRACTInthecommunicationsystem,wealwaysusethefrequencyhoppingcommunicationtechno