Синтезатор частот для многочастотного доплеровского радиолокатора тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.12.04, кандидат технических наук Скоторенко, Илья Вячеславович

• Скоторенко, Илья Вячеславович
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Скоторенко, Илья Вячеславович

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Формулирование требований к синтезатору частот

1.1 Многочастотный доплеровский радиолокатор

1.2 Анализ методов определения параметров движения цели

1.2.1 Доплеровский метод измерения радиальной скорости

1.2.2 Фазовый метод измерения пеленга цели

1.2.3 Многочастотный фазовый метод измерения дальности

1.3 Исследование когерентности фазовых шумов в доплеровской PJIC

1.4 Определение требований к фазовым шумам синтезатора частот

1.5 Уточнение требований к синтезатору частот на основании компьютерного моделирования

1.6 Оценка результатов моделирования

Выводы

ГЛАВА 2. Обоснование выбора структурной схемы синтезатора частот. Математическое описание и анализ методов моделирования

2.1 Синтезаторы частот и их характеристики

2.1.1 Основные виды синтеза

2.1.2 Фазовые шумы основных компонентов синтезатора частот

2.1.3 Побочные спектральные составляющие

2.1.4 Методы подавления побочных спектральных составляющих

2.1.5 Широкополосность и скорость переключения

2.1.6 Кратковременная стабильность частоты

2.1.7 Паразитные колебания

2.1.8 Проектирование синтезатора частот

2.2 Методы улучшения спектральных характеристик синтезируемого сигнала

2.2.1 Синтезаторы частот с использованием линейной трансформации шага сетки частот

2.2.2 Синтезаторы частот на основе делителя с дробным переменным коэффициентом деления

2.2.3 Метод подавления ПСС в выходном сигнале системы ИФАПЧ с ДДПКД, управляемым ДСМ,

с использованием двух генераторов опорных частот

2.3 Математическое описание синтезатора частот

2.4 Анализ методов компьютерного имитационного моделирования

синтезаторов частот с ИФАПЧ

Выводы

ГЛАВА 3. Макет синтезатора частот и его экспериментальная проверка

3.1 Формулирование требований к макету синтезатора частот

3.2 Описание блоков структурной схемы синтезатора частот

3.2.1 Блок опорного генератора

3.2.2 Блок импульсной фазовой автоподстройки частоты

3.2.3 Блок усиления

3.2.4 Блок стабилизаторов напряжений

3.2.5 Блок управления

3.3 Вычисления и моделирование

3.3.1 Вычисление уровня фазовых шумов на выходе блока импульсной фазовой автоподстройки частоты

3.3.2 Моделирование

3.4 Программирование синтезатора частот

3.5 Конструктивное исполнение синтезатора частот

3.6 Экспериментальная проверка опытного образца СЧ

Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

ПРИЛОЖЕНА 4

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

ПРИЛОЖЕНИЕ 6

ПРИЛОЖЕНИЕ 7

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ

АМ Амплитудная модуляция

АГТИ Аналоговый преобразователь импульсов

АЦП Аналого-цифровой преобразователь

АЧХ Амплитудо-частотная характеристика

БОГ Блок опорного генератора

БОЧ Буферный усилитель сигнала опорной частоты

БПФ Быстрое преобразование Фурье

БСН Блок стабилизаторов напряжений

БУ Буферный усилитель

ГОЧ Генератор опорной частоты

ГТ Генератор тока

ГУН Генератор, управляемый напряжением

ДДПКД Делитель частоты с дробным переменным коэффициентом деления

ДПКД Делитель с переменным коэффициентом деления

ДСМ Дельта-сигма модулятор

ДФКД Делитель с фиксированным коэффициентом деления

ДЧ Делитель частоты

жиг Железо-итриевый гранат

имс Интегральная микросхема

ИФАПЧ Импульсная фазовая автоподстройка частоты

ИЧФД Импульсный частотно-фазовый детектор

КАМ Квадратурно-амплитудная модуляция

ких Конечная импульсная характеристика

Кл Электронный ключ

кш Коэффициент шума

мк Микроконтроллер

мм Математическая модель

МШУ Малошумящий усилитель

НС Накапливающий сумматор

НУ Нормальные условия

ог Опорный генератор

ОУ Операционный усилитель

ПАС Прямой аналоговый синтез

пг Перестраиваемый по частоте генератор

ПЗУ Постоянное запоминающее устройство

плис Программируемая логическая интегральная схема

1111М Приемо-передающий модуль

по Программное обеспечение

пп Печатная плата

ППФ Перестраиваемый пассивный фильтр

псс Побочные спектральные составляющие

ПФ Полосовой фильтр

пч Промежуточная частота

р Регистр

РЛС Радиолокационная станция

см Смеситель

спз Схема подкачки заряда

сч Синтезатор частот

Сч Двоичный счетчик

тг Тактовый генератор

то Техническое описание

ттх Тактико-технические характеристики

УДЧ Усилитель доплеровской частоты

УНИН Управляемый напряжением источник напряжения

УПЧ Усилитель промежуточной частоты

УУ Устройство управления

УЧ Умножитель частоты

ФАГТЧ Фазовая автоподстройка частоты

ФВ Фазовращатель

ФД Фазовый детектор

ФКС Формирователь кодового слова

ФМ Фазовая модуляция

ФНЧ Фильтр нижних частот

ФШ Фазовые шумы

ЦАП Цифро-аналоговый преобразователь

ЦВС Цифровой вычислительный синтезатор

ЦФИ Цифровой формирователь импульсов

чм Частотная модуляция

ЭВМ Электронная вычислительная машина

эм Электромагнитный

ЭМИ Электромагнитное излучение

эмс Электромагнитная совместимость

о Элемент задержки на такт

Е Сумматор

/• л изл. Излучаемая передатчиком частота ЭМ колебания

/пч Промежуточная частота на выходе приемника

я Дальность до цели

а Азимут

Р Угол места

V Вектор скорости

Рш Шаг сетки выходных чачтот

Г, Частота дискретизации (семплирования)

д Частотная отстройка ПСС от синтезируемого колебания

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Синтезатор частот для многочастотного доплеровского радиолокатора»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Многочастотные доплеровские радиолокаторы представляют собой многофункциональные радиолокационные станции (РЛС) миллиметрового диапазона для определения параметров движения цели (скорость, дальность, пеленг). Основными достоинствами системы являются: малая погрешность измерения параметров движения цели, малые габариты, малая мощность излучения, малое потребление тока, возможность обнаружения исключительно движущихся объектов. Тактико-технические характеристики (ТТХ) многочастотных доплеровских радиолокаторов зависят от самых разных факторов, в том числе от технических характеристик источников несущих колебаний -гетеродинов, применяемых в приемо-передающих модулях (ППМ) и предназначенных для преобразования частот сигнала в супергетеродинном радиоприёмнике.

В настоящее время в ППМ отечественных РЛС применяются гетеродины, конструктивно разработанные в 70-80 годах. Гетеродины имеют существенные недостатки: малый диапазон перестройки выходных частот (как следствие, большая номенклатура устройств в системе), высокая стоимость, большие габариты, что неприемлемо для использования в современной технике.

В современных РЛС в качестве гетеродинов в супергетеродинных радиоприёмниках используются цифровые синтезаторы частот (СЧ), имеющие ряд преимуществ: широкий диапазон перестройки выходных частот, возможность установки любой частоты с точностью до долей Герц, низкая себестоимость, малые массогабаритные показатели, малая потребляемая мощность, возможность подстройки выходной частоты цифровыми методами, простая процедура настройки в производстве.

Основные требования, предъявляемые к синтезаторам частот доплеровских радиолокаторов: простота реализации, малые габариты, малая потребляемая

мощность, низкий уровень побочных спектральных составляющих (менее минус 90 дБн).

С учетом вышесказанного, возникает необходимость создания малогабаритного синтезатора частот для многочастотного доплеровского радиолокатора, обеспечивающего повышенную спектральную чистоту выходного колебания.

До недавнего времени для создания малогабаритных СЧ наиболее широко использовались цифровые вычислительные синтезаторы (ЦВС), основным преимуществом которых является возможность точного изменения выходной частоты и фазы по команде с ЭВМ или цифрового процессора. Однако ЦВС присущи существенные недостатки, такие как сравнительно невысокая частота выходного сигнала (до нескольких сотен МГц) и неприемлемый уровень побочных спектральных составляющих (ПСС). Кроме того, ЦВС обладают высоким энергопотреблением и требуют использования дополнительного тракта формирования сигнала тактовой частоты, значение которой как минимум в три раза превосходит максимальную синтезируемую частоту. Для уменьшения уровня ПСС используются сложные многокольцевые гибридные схемы [2, 3].

Присущие ЦВС принципиально неустранимые недостатки обусловливают актуальность применения в ППМ синтезаторов частот, построенных на основе методов косвенного синтеза, использующих систему импульсной фазовой автоподстройки частоты (ИФАПЧ) и имеющих более простую реализацию.

Одной из проблем создания синтезаторов частот на основе системы ИФАПЧ является ухудшение фазовых шумов (ФШ) синтезируемого колебания при уменьшении шага сетки выходных частот [4-7]. Однако, использование в СЧ на основе системы ИФАПЧ цифровых делителей частоты с дробно-переменным коэффициентом деления (ДДПКД) [8, 9], управляемых дельта-сигма модулятором (ДСМ), позволяет получить выходное колебание с высокой спектральной чистотой и предельно малой дискретностью перестройки по частоте (с шагом сетки частот

до единиц и долей Гц) при высокой частоте дискретизации (до десятков МГц). Такой подход дает возможность существенно упростить техническую реализацию синтезаторов частот за счет использования серийных дешевых интегральных микросхем (ИМС) с малыми габаритами и энергопотреблением. С появлением первых подобных ИМС с ДСМ появилась возможность достичь в таких СЧ тех же показателей по точности и спектральной чистоте, как и в использующихся до сих пор весьма сложных гибридных структурах синтезаторов частот, сочетающих в себе методы прямого, косвенного и цифрового синтеза. Исследованию систем ИФАПЧ с ДДПКД и ДСМ был посвящен ряд работ, опубликованных в последние несколько лет и посвященных исследованию систем ИФАПЧ с делителем с дробно-переменным коэффициентом деления [6, 8 - 10] в сочетании с теорией и техникой дельта-сигма модуляции [11 - 27]. В этой области наибольший вклад внесли такие зарубежные ученые, как: Рылей Т., Коопеланд М., Квасневский Т., Бердс Д., Содини Ч., Перротт М. На сегодняшний день СЧ с ДСМ достаточно широко применяются в системах мобильной связи [18, 21, 22 - 24].

Актуальность темы диссертации обусловлена необходимостью разработки синтезатора частот для многочастотного доплеровского радиолокатора, отличающегося широким диапазоном перестройки выходных частот и высокой спектральной чистотой выходного колебания при сравнительно простой реализации.

Цель и задачи работы. Целью диссертационной работы является разработка малогабаритного синтезатора частот для многочастотного доплеровского радиолокатора, обеспечивающего повышенную спектральную чистоту выходного колебания.

Для достижения поставленной цели должны быть решены следующие задачи:

1. Анализ методов определения параметров движения цели в многочастотном доплеровском радиолокаторе с точки зрения влияния фазовых шумов синтезатора частот на качественные показатели системы.

2. Определение параметров синтезатора частот, исходя из требуемых характеристик многочастотного доплеровского радиолокатора.

3 '. Имитационное моделирование процесса формирования, передачи, распространения и приема сигнала в многочастотном доплеровском радиолокаторе с целью определения уточненных требований к синтезатору частот.

4. Формулирование требований к синтезатору частот на основе результатов имитационного моделирования с учетом технических параметров многочастотного доплеровского радиолокатора.

5. Сравнительный анализ методов синтеза частот с целью выявления пригодного для достижения цели диссертационной работы.

6. Математическое описание и имитационное моделирование системы ИФАПЧ с ДДПКД, управляемым ДСМ.

7. Создание опытного образца синтезатора частот и проведение его испытаний в составе штатного оборудования многочастотного доплеровского радиолокатора, анализ и оценка результатов.

Методы исследования. При решении поставленных задач использованы методы теории непрерывных и импульсных систем автоматического регулирования, методы математического анализа радиотехнических цепей, методы имитационного моделирования, методы экспериментальных исследований.

Научная новизна диссертационной работы состоит в обосновании возможности создания малогабаритного синтезатора частот с высокими спектральными характеристиками для многочастотного доплеровского радиолокатора на основе системы ИФАПЧ с ДДПКД, управляемым ДСМ.. В частности:

1. Разработана компьютерная имитационная модель многочастотного доплеровского радиолокатора, позволяющая определять требования к допустимому уровню фазовых шумов гетеродина радиоприёмника.

2. Предложен новый метод уменьшения уровня побочных спектральных составляющих в системе импульсной фазовой автоподстройки частоты (ИФАПЧ) с дробным делителем частоты с переменным коэффициентом деления (ДДПКД), управляемым дельта-сигма модулятором (ДСМ), с применением двух генераторов опорных частот (ГОЧ).

3. Разработан образец синтезатор частот на основе системы ИФАПЧ с ДДПКД, управляемым ДСМ, с применением двух генераторов опорных частот, и проведены его испытания.

Практическая значимость

1. На основе сравнительного анализа существующих методов синтеза частот и методов улучшения характеристик синтезаторов частот разработана структура синтезатора, позволяющая выполнить требования, предъявляемые к гетеродину радиоприёмника многочастотного доплеровского радиолокатора.

2. Создан опытный образец синтезатора частот на основе системы ИФАПЧ с ДДПКД, управляемым ДСМ, и проведены его испытания в составе штатного оборудования многочастотного доплеровского радиолокатора.

3. Основные результаты диссертационной работы внедрены в изделия организации ОАО «НПО «ЛЭМЗ» (акт внедрения от 23.12.2011 г.).

4. Часть результатов диссертационной работы отражена в монографии автора и внедрена в учебный процесс в Томском государственном университете систем управления и радиоэлектроники (акт внедрения от 14.12.2011 г.).

Апробация результатов работы и публикации. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всероссийской научно-технической конференции «НАУЧНАЯ СЕССИЯ ТУСУР-2011» (выдан диплом первой степени за лучший доклад на секции, Приложение 8) и Второй научно-

технической конференции молодых ученых и специалистов по тематике «Инновационные подходы при создании военной техники», проводимой ОАО «ГСКБ «Алмаз-Антей» в 2011 году (выдан диплом участника, Приложение 9).

Основное содержание диссертационной работы изложено в 8 публикациях автора [128-135], написанных без участия соавторов. Из них две [128,129] опубликованы в журнале «Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники», включенном в перечень ведущих научных журналов и изданий РФ, рекомендованных ВАК. Остальные работы представляют собой положительное решение о выдаче патента РФ на изобретение от 22.02.2012 г. по заявке № 2011124063 [130], монографию [131] и сборники докладов на научных конференциях. Монография автора внедрена в учебный процесс в Томском государственном университете систем управления и радиоэлектроники (акт внедрения от 14.12.2011 г.). Результаты исследований, изложенных в диссертации, были получены при проведении плановых научно-исследовательских работ в организации ОАО «НПО «ЛЭМЗ», в результате которых написан отчет о научно-исследовательской работе (Приложение 10) по разработке перспективного синтезатора частот [135]. Результаты НИР внедрены в изделия ОАО «НПО «ЛЭМЗ» (акт внедрения от 23.12.2011 г.).

Личный вклад автора. Диссертационная работа является итогом научных исследований, проведенных в ОАО «НПО «ЛЭМЗ» (г. Москва). Личный вклад автора в получении результатов, изложенных в диссертации, состоит в том, что все результаты получены лично автором. Статьи по теме диссертации написаны без участия соавторов.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Построенная имитационная модель многочастотного доплеровского радиолокатора, включающая в себя гетеродин с возможностью задания спектральной плотности мощности фазовых шумов выходного колебания, приемопередающий модуль, многолучевый радиоканал и анализатор спектра, позволяет,

при измерении отношения сигнал-шум на выходе приемника, определить требования к спектральной плотности мощности фазовых шумов выходного колебания гетеродина.

2. Использование синтезатора частот на основе интегральной схемы импульсно-фазовой автоподстройки частоты (ИФАПЧ), имеющей дробный делитель частоты с переменным коэффициентом деления (ДДПКД), управляемый дельта-сигма-модулятором (ДСМ), в приемнике многочастотного доплеровского радиолокатора позволяет расширить диапазон выходных частот гетеродина с 25 МГц до 150 МГц, уменьшить потребляемую гетеродином мощность с 14,4 Вт до 7 Вт и уменьшить его габариты на 20%.

3. Использование двух генераторов опорных частот, электронных переключателей и микроконтроллера в синтезаторе частот на основе ИФАПЧ с ДДПКД, управляемым ДСМ, позволяет на 30-40 дБ уменьшить уровень побочных спектральных составляющих в выходном сигнале, появляющихся из-за паразитной связи между синтезируемым сигналом и входом частотно-фазового детектора со стороны генератора опорных частот.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, одиннадцати приложений, списка литературы из 135 наименований, изложена на 178 страницах машинописного текста, иллюстрированного 92 рисунками и 8 таблицами.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность работы, указываются цели и задачи исследований, результаты, характеризующиеся научной новизной, и основные положения, выносимые на защиту. Также характеризуются методы исследований, описываются объем и структура работы с указанием круга рассматриваемых вопросов. Приводятся сведения об апробации основных положений работы, публикациях, а также о внедрении полученных результатов.

Первая глава посвящена определению требований к гетеродину радиоприемника многочастотного доплеровского радиолокатора, в состав которого должен войти разрабатываемый синтезатор частот. Многочастотный доплеровский радиолокатор представляет собой многофункциональную радиолокационную систему с непрерывным излучением радиоволн, предназначенную для определения азимута, угла места, дальности и скорости цели, в качестве которой чаще всего выступает артиллерийский снаряд (рис. В.1).

Система состоит из передатчика, непрерывно излучающего в пространство электромагнитные колебания колебания разных частот, предназначенные для определения дальности многочастотным фазовым методом. Несколько разнесенных в пространстве приемных антенн образуют пространственные базы в азимутальной и угломестной плоскостях для определения азимута ос и угла места Р многобазовым фазовым методом. Для определения скорости цели V применяется доплеровский метод.

На основании проведенного анализа методов определения параметров движения цели в многочастотном доплеровском радиолокаторе, а также исследования когерентности фазовых шумов в приемо-передающем тракте, заключающегося в определении зависимости между шумовыми характеристиками выходного сигнала гетеродина и колебания промежуточной частоты в приемнике, и последующего компьютерного имитационного моделирования процесса формирования, передачи, распространения и приема сигнала (рис. В.2), были сформулированы требования к спектральной плотности мощности фазовых шумов (ФТТТ) разрабатываемого синтезатора частот (табл. В.1).

Рис. В.1. Многочастотный доплеровский радиолокатор (ППМ - приемо-передающий модуль)

Задание фазовых шумов

Рнс. В.2. Схема компьютерного имитационного моделирования

Таблица В.1. Требования к ФШ синтезатора частот

Отстройка, Гц 100 1-10" 1-Ю4 1-10' 110ь

ФШ, дБн/Гц -50 -70 -90 -110 -130

Вторая глава посвящена обзору синтезаторов частот и их характеристик, структурной схеме синтезатора частот, его математическому описанию, обсуждению и выбору методов исследования. Описаны методы синтеза, их преимущества и недостатки. Предложены методы улучшения характеристик синтезаторов частот. На основании проведенного анализа современного состояния и перспектив развития теории и техники синтеза частот выбрана структура СЧ на основе системы ИФАПЧ с ДДПКД, управляемым ДСМ.

Синтезатор частот с ДСМ второго порядка (рис. В.З) включает в себя: накапливающие сумматоры (HCl и НС2), с выходов переполнения которых импульсные последовательности суммируются в сумматоре D; элементы задержки на такт D; делитель частоты с переменным коэффициентом деления (ДПКД); опорный генератор (ОГ); частотно-фазовый детектор (ЧФД); петлевой ФНЧ и подстраиваемый генератор (ПГ).

Рис. В.З. Синтезатор частот с дробным делением частоты на основе сигма-дельта модулятора второго порядка

Шаг сетки частот и, соответственно, расстояние между гармониками помех дробности в СЧ с ДСМ определяется величиной = /ог /2т , где /ог - частота опорного генератора, т - разрядность двоичного представления дробной части N или количество разрядов накопительных сумматоров ДСМ. Учитывая, что в реальных схемах т может достигать 18...24, становится очевидным, что возможно уменьшить /ш вплоть до десятков, единиц, и долей Герц. Столь длинные

управляющие последовательности уже приближаются к хаотическим, а спектр помех дробности, порождаемый ими, стремится к непрерывному с уменьшением уровней отдельных компонентов. В настоящее время использование СЧ с ДДПКД, управляемым ДСМ, позволяет достигнуть таких же показателей по спектральной чистоте, как и в весьма сложных гибридных структурах СЧ, сочетающих в себе методы прямого, косвенного и цифрового синтеза.

Предложен метод подавления побочных спектральных составляющих в синтезаторах частот с ИФАПЧ и ДДПКД, управляемым ДСМ, с использованием двух генераторов опорных частот (рис. В.4).

Несмотря на использование ДСМ, в синтезаторе частот с ИФАПЧ, имеющем ДДПКД, одним из недостатков остаются помехи, генерируемые

Шина управления

Напряжение питания

Л

ГОЧ1 2

ГОЧ2 3

"Ж-"4

1 I

ФНЧ

ЧФД

9

ГУН 10

• Выход

1 - Первый электронный двухпозиционный переключатель;

2 - Первый генератор опорной частоты (ГОЧ);

3 - Второй генератор опорной частоты;

4 - Второй электронный двухпозиционный переключатель;

5 - Интегральная схема цифрового синтезатора частот;

6 - Делитель частоты с фиксированным коэффициентом деления;

7 - Дробный делитель частоты с переменным коэффициентом деления;

8 - Частотно-фазовый детектор (ЧФД);

9 - Петлевой фильтр нижних частот;

10 - Генератор, управляемый напряжением.

Рис. В.4. Структурная схема синтезатора частот с уменьшенным уровнем ПСС

синтезатором, так как в нем имеется паразитная связь между синтезируемым сигналом и входом ЧФД со стороны ГОЧ. Из-за того, что синтезируемые частоты не кратны частоте сигнала на входе ЧФД (не кратны частоте сравнения), в выходном сигнале появляются побочные (паразитные) спектральные

составляющие (ПСС). Наихудший случай наблюдается тогда, когда разница между синтезируемыми частотами и ближайшей частотой, кратной частоте сравнения, настолько мала, что петлевой ФНЧ не обеспечивает требуемого подавления ПСС (уровень помех дробности может достигать уровня минус 50 дБн). На рис. В.5 изображен спектр мощности синтезируемого сигнала СЧ с ИФАПЧ и ДДПКД, управляемым ДСМ, вблизи выходной частоты, кратной частоте сравнения в ЧФД, полученный экспериментально с использованием интегральной схемы HMC700LP4E фирмы Hittite.

у; ггц

Рис. В.5. Спектр мощности Бф синтезируемого сигнала СЧ с ИФАПЧ и ДДПКД, управляемым ДСМ, вблизи выходной частоты, кратной

частоте сравнения в ЧФД

Наибольший уровень ПСС в синтезируемом сигнале находится вблизи частот

п1чфд + /чфд11 ¡т, при й < т,т < 4,

где п, с1 и т. - целые числа, при этом большему значению т соответствует меньший уровень побочных спектральных составляющих; /ЧФД - частота сравнения,

используемая в частотно-фазовом детекторе.

На рис. В.6 изображены побочные спектральные составляющие в СЧ с ИФАПЧ и ДДПКД, образующиеся из-за паразитной связи между синтезируемым сигналом и входом ЧФД со стороны ГОЧ.

Частоты /х и /2 для первого 2 и второго 3 генераторов опорных частот

выбираются таким образом, чтобы выполнялись условия:

12-/.Г

"тах ' вых

/г^/г*

1-

2-/-А/,

фнч

Г

Л в

Ш1П

вых

/г

где Я - коэффициент деления делителя частоты 6 с фиксированным коэффициентом деления; / - коэффициент, зависящий от параметров характеристики петлевого ФНЧ 9 и требуемого ПСС синтезируемого сигнала; &/ФНЧ - полоса пропускания петлевого ФНЧ 9; /2'" и - минимальная и максимальная синтезируемые частоты.

э-

и

4) С О

УЗ 4

/ГУН

А

п/чфд

£/=0 /я=1

Побочные спектральные составляющие

1-го порядка _|_

{п+тучФд

I

{П+\)/чфд

Г, Гц

К

н о

0 ж

1 Я

о. н

Ы О)

с и

п/чфд

2А

т=2

2А

(л+1/2)/уэд

Побочные спектральные составляющие 2-го порядка

{п+\учфд

/'.Гц

Рис. В.6. Побочные спектральные составляющие в СЧ с ИФАПЧ и ДДПКД, образующиеся из-за паразитной связи между синтезируемым сигналом и входом ЧФД со

стороны ГОЧ

Предложена математическая модель, позволяющая аналитически описать поведение СЧ на основе системы ИФАПЧ с ДДПКД, управляемым ДСМ. Для исследования СЧ был выбран метод программного имитационного моделирования.

В третьей главе на основе имитационного моделирования проведено проектирование кольца ИФАПЧ синтезатора частот (рис. В.7).

Создан экспериментальный образец СЧ с диапазоном перестройки от 2850 МГц до 3000 МГц (рис. В.8), вошедший в состав многочастотного доплеровского радиолокатора. Экспериментальные исследования показали хорошее совпадение с результатами теоретических исследований и подтвердили работоспособность устройства и соответствие его основных характеристик требованиям к гетеродину в многочастотном доплеровском радиолокаторе.

Mode

H Main Divider 0 Ref Divider ■0 Phase Detector -BRset CP Current - Polarity Leakage AB Pulse f-Vp Vmin -Vmax Max Fieq. Noise Mode •PN Floor FracN Spur Base Lock Detect -Speedup Mode

9 g] Loop Filter

-Specify: Loop Bandwidth -Phase Margin Zero Loc. Pole (R3C3J -Pole (R1C1) -{±1 Op Amp R1 -C1 R2 -C2 R3 C3

Charge Pump 6.40k 498uA negative

№ I

3.00ns

5.00 V____!

W 5.00 V 32.0MHz Dither OFF -213dBc/Hz

-45.0 dBc

None

None

CPA_PPFil ; Phase Margin ;

ОШЕ1)

i_ и _ ; 16.3kHz 128kHz

1 „45™г

I AD 797 I 1.00k 347pF 1.35k

7.19nF

_

Output Phase Error

Phase Noise at 3 GHz

— Tolal ■ ■■■ Loop Filter ;— Chip

140 1SO 180 11 me (us)

Рис. В.7. Результат имитационного компьютерного моделирования СЧ и параметрического

синтеза кольца ИФАПЧ

1.20nF

Схемы измерительных установок для измерения ФШ, уровня ПСС синтезатора частот и спектра сигналов промежуточных частот (ПЧ) в 4-х каналах ППМ в диапазоне доплеровских частот, измеренного вычислителем и штатным программным обеспечением (ПО), изображены на рис. В.9.

Рис. В.8. Опытный образец синтезатора На рис. В. 10 приведены результаты измерения частот уровней ФШ и ПСС синтезатора частот, а

также диаграмма измеренных уровней ПСС в выходном спектре СЧ в диапазоне рабочих частот.

На рис. В. 11 изображены спектры ПЧ ППМ многочастотного доплеровского радиолокатора при использовании СЧ в качестве гетеродина. В спектре отсутствуют побочные спектральные составляющие, что говорит о выполнении требований к СЧ по уровню ПСС. Измерения спектров ПЧ проведены штатным ПО при выключенном и включенном синтезаторе частот. Уровень шума сигнала ПЧ при включенном и выключенном СЧ не изменился, что говорит о выполнении требований к синтезатору частот по уровню фазовых шумов.

Agilent Е5052В Agilent N901 OA

ЭВМ<=£

СЧ

Измеритель ФШ

СЧ Анализатор

спектра

а)

б)

Agilent E8257D PSG

В)

Рис. В.9. Схемы измерительных установок для измерения ФШ (а), уровня ПСС синтезатора частот (б), спектра сигналов ПЧ в 4-х каналах ППМ в диапазоне доплеровских частот, измеренный вычислителем и штатным ПО многочастотного доплеровского радиолокатора (в)

^А)

с^иг ЕЕЯ

Й"** 2 999976133 СИс И 0257 «ГЦ

1: :100 Н2 -87.2951 йэс/иг ■ ; : ;. п:

2: кН7 : -97.2790 :с)Эс/Н2 : ! : : • п =

3: ¿6 кн2 • >-100.7819 ИЭС/И2 ...........

4: 10:кН2 -100.8*49 ¿вс/Нг ш

5: :100 КН2 -111.0073 ¿ВС/Н? • .

>б 1 МП2 -143 3004 йас/нг

...

И1И11И1111111И111М1ММ

ерап 150.0 МНг Sweep (РРТ) -30 в (1001 рБ)

251x10 2.94x10

Г, МГц

2.97Х103

б) в)

Рис. В. 10. Результаты измерения уровней ФШ (а) и ПСС (б) синтезатора частот, и диаграмма измеренных уровней ПСС в выходном спектре СЧ в диапазоне рабочих частот (в)

Амплитуд а 525-сигнала, 500 условные 4/5-вдиницьг 450.

425 400375 350-

175 150* 125 100 75 50

.......... тшпш

у'1!;Дч||у]

№

Ш

Канал .1 ~

400

,1 ]

11 н1 I

1Г

Канал 2 '

Ш

400

Лййш

ё

-¿-к

| ; " I»

~ Канал 3

400

СЧ включен

4ЙР

и

"Канал 4

400

С кГц

Рис. В.11. Результат измерения спектра сигнала ПЧ в 4-х каналах ППМ многочастотного доплеровского радиолокатора, обработанный вычислителем и штатным ПО в диапазоне доплеровских частот. Светлый спектр - с выключенным СЧ, темный - с включенным.

В заключении сформулированы основные результаты диссертационной работы.

В списке литературы содержится перечень монографий, статей, интернет-ресурсов и патентов, использованных автором при подготовке диссертации.

Заключение диссертации по теме «Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения», Скоторенко, Илья Вячеславович

Выводы

1. На основе требований, сформулированных в первой главе, составлена структурная схема макета синтезатора частот (Приложения 2 и 3) с ИФАПЧ и ДДПКД, управляемым ДСМ на основе микросхемы НМС700ЬР4, произведен выбор компонентов.

2. На основе анализа методов моделирования синтезаторов частот выбран программный продукт имитационного моделирования синтезаторов частот ИФАПЧ с ДСМ АБКШРЬЬ.

3. Произведено вычисление уровня фазовых шумов высокочастотного сигнала на выходе системы ИФАПЧ для двух режимов работы микросхемы ИФАПЧ: дробного и целочисленного. В программном имитаторе АГЯЗттРЬЬ 3.1 смоделирована система ИФАПЧ, подобран петлевой ФНЧ и произведен его расчет.

В результате построены графики спектральной плотности мощности фазовых шумов (рис. 3.11), произведено моделирование петли ИФАПЧ (Приложение 4), рассчитаны петлевые ФНЧ (рис. 3.3). Результаты моделирования показали устойчивость системы ИФАПЧ.

4. Произведены выбор количества слоев печатной платы (1111) для получения наилучшей ЭМС и проектирование ПП (Приложение 6) в программном пакете Mentor Graphics 2007.

5. Запрограммирован МК Atmega8L (Приложение 5), произведены запуск и настройка СЧ.

6. Исследовано влияние активного фильтра в цепи формирования напряжения смещения в ОУ для перестройки ГУН и номиналов конденсаторов петлевого ФНЧ на фазовые шумы выходного колебания. Также собраны измерительные схемы (рис. 3.18а, 3.186) и измерены фазовые шумы и уровни ПСС в режиме работы СЧ дробного и целочисленного деления при различных синтезируемых частотах (рис. П.7.1, П.7.2).

7. Собрана измерительная схема с 111 1М, вычислителем и штатным ПО многочастотного доплеровского радиолокатора (рис. 3.18в). Произведено подключение СЧ вместо гетеродина и получены спектры ПЧ в 4-х каналах 111 1М при включенном и выключенном СЧ при различных синтезируемых частотах (рис. П.7.3). В результате, в выходном колебании ПЧ не обнаружено дополнительных дискретных составляющих, что говорит о выполнении требований к уровню ПСС синтезатора частот. Также не обнаружено повышения уровня шума ПЧ, что говорит о выполнении требований к ФШ синтезатора частот.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Настоящая диссертационная работа посвящена нахождению рациональных путей построения синтезаторов частот для приемо-передающих модулей (1111М) многочастотных доплеровских радиопеленгаторов. Синтезатор частот должен удовлетворять комплексу требований, основные из которых - высокая спектральная чистота синтезируемого сигнала, широкий диапазон перестройки выходных частот, простота, малые массогабаритные показатели. Синтезатор гетеродинных частот, разработанный на основе системы импульсной фазовой автоподстройки частоты (ИФАПЧ) и дробного делителя частоты с переменным коэффициентом деления (ДДПКД), управляемого дельта-сигма-модулятором (ДСМ), обладает высокими спектральными характеристиками выходного сигнала (уровень спектральной плотности мощности фазовых шумов синтезируемого колебания на частоте 3 ГГц составил менее минус 100 дБн/Гц при отстройках более 6 кГц, а уровень побочных спектральных составляющих - менее минус 90 дБн) и малыми массогабаритными показателями. Применение синтезаторов частот в радиоприемных устройствах многочастотных доплеровских радиолокаторов целесообразно для уменьшения массогабаритных параметров, номенклатуры устройств в системе и, как следствие, уменьшения стоимости системы в целом.

В заключении сформулируем основные результаты диссертационной работы:

1. Проведен анализ методов определения параметров движения цели в многочастотном доплеровском радиолокаторе, а также исследование когерентности фазовых шумов в приемо-передающем тракте, заключающееся в определении зависимости между шумовыми характеристиками выходного сигнала гетеродина передатчика и колебания промежуточной частоты в приемнике. Данные исследования обеспечивают вычисление уровня спектральной плотности мощности фазовых шумов гетеродина (синтезатора частот) при заданных погрешностях измерения основных параметров цели, отношении сигнал-шум на выходе радиоприемника и прочих характеристиках системы.

2. Разработана компьютерная имитационная модель многочастотного доплеровского радиолокатора, позволяющая сформулировать требования к уровню спектральной плотности мощности фазовых шумов выходного колебания гетеродина в радиоприемнике.

3. Проведен качественный сравнительный анализ путей построения синтезаторов частот для приемо-передающего модуля (НИМ) многочастотного доплеровского радиолокатора. Установлено, что наиболее полно комплексу требований к гетеродину Ш1М удовлетворяет схема с импульсной фазовой автоподстройкой частоты (ИФАПЧ) и дробным делителем частоты с переменным коэффициентом деления (ДДПКД), управляемым дельта-сигма-модулятором (ДСМ), позволяющая обеспечить необходимый уровень фазовых шумов сигнала гетеродина, простоту и надежность СЧ (за счет применения интегральных микросхем), а также требуемый диапазон синтезируемых частот (100 МГц) и спектральную чистоту выходного колебания с уровнем побочных спектральных составляющих менее минус 90 дБн (за счет фильтрующих свойств системы ИФАПЧ и применения ДДПКД с ДСМ).

4. Проведено моделирование кольца ИФАПЧ, обеспечивающее требуемый уровень спектральной плотности мощности фазовых шумов (минус 90 дБн/Гц при отстройке 10 кГц).

5. Произведен инженерный расчет синтезатора частот и выбрана необходимая элементная база для реализации функциональных узлов. Проведен расчет спектральных характеристик проектируемого синтезатора частот, а также параметрический синтез элементов системы ИФАПЧ.

6. Разработан макет синтезатора частот и проведены экспериментальные исследования его спектральных характеристик. Синтезатор частот за счет использования ИФАПЧ и ДДПКД, управляемого ДСМ, по сравнению со штатным гетеродином обладает следующими преимущественными характеристиками: более широким диапазоном перестройки выходных частот (150 МГц вместо 25 МГц), меньшим шагом перестройки выходных частот (до 4 Гц вместо 3,3 МГц), меньшими массогабаритными параметрами за счет использования интегральных схем (предполагаемые габаритные размеры СЧ - 50x30x120, вместо 80x50x200). Синтезатор частот также обладает возможностью подстройки синтезируемой частоты цифровыми методами, характеризуется низкой себестоимостью, высокой степенью унификации (за счет того, что в СЧ диапазон выходных частот определяется применяемым перестраиваемым генератором, а значения синтезируемых частот изменяются дистанционно цифровыми методами) и более простой процедурой настройки в производстве (в СЧ настройка осуществляется цифровыми методами, а в штатном гетеродине особое внимание уделяется настройке фильтров для подавления нежелательных гармоник). Применение СЧ позволяет уменьшить номенклатуру устройств в системе (достаточно использовать один СЧ вместо несколько штатных гетеродинов).

7. Результаты диссертационной работы использованы при разработке перспективного синтезатора частот по теме научно-исследовательской работы, проводимой в организации ОАО «НПО «ЛЭМЗ», и внедрены в изделия.

8. Разработанный синтезатор частот, помимо доплеровских радиолокаторов, можно применять в изделиях, в которых основными требованиями к гетеродинам радиоприемников являются малые габариты, низкое энергопотребление и малый уровень побочных спектральных составляющих.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Скоторенко, Илья Вячеславович, 2012 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ источников

1. Развитие советской радиолокационной техники. - М., Воениздат, 1982. - 239с.

2. Смирнов А. Е. Исследование и разработка цифрового возбудителя для стереофонического вещания. Дисс. на соиск. уч. степени канд. техн. наук. - М.: МТУ СИ 2000.

3. С. Ю. Рыбинский. Исследование и разработка прецизионных источников колебания метрового и дециметрового диапазона. Дисс. на соиск. уч. степени канд. техн. наук. - М.: МТУ СИ 2002.

4. Губернаторов О. И., Соколов Ю. И. Цифровые синтезаторы частот радиотехнических систем. -М.: Энергия, 1973.

5. Системы фазовой синхронизации с элементами дискретизации - 2-е изд., доп. и перераб./ В.В. Шахгильдян, А.А. Ляховкин, В.Л. Карякин и др.; Под ред. В.В. Шахгильдяна. - М.: Радио и связь, 1989 - 320 е.: ил.

6. Шапиро Д. Н., Паин А. А. Основы теории синтеза частот. - М.: Радио и связь, 1981.-264 с.

7. Манассевич В. Синтезаторы частот. Теория и проектирование/ Пер. с англ. под ред. В.А. Певзнера. - М.: Радио и связь, 1979.

8. Варфоломеев Г. Ф. Спектр помех дробности в системе фазовой АПЧ с дробным делителем частоты // Техника средств связи. Сер. ТРС. - 1978. - №10. - С. 66-71.

9. Гуревич И. Н. Подавление помехи с частотой, кратной шагу сетки, в синтезаторах частоты // Техника средств связи. Сер. ТРС. - 1979. - №6. - С. 30-41.

10. Путилин И. П., Романов С. К. Методика расчета спектра помехи в синтезаторе частот с модуляцией коэффициента деления // Техника средств связи. Сер. ТРС. -1991. -№3.~ С. 101-108.

11. R. Ahola, К. Halonen, "А 2 GHz delta-sigma Fractional Frequency Synthesizer". Helsinki University of Technology Electronic Circuit Design Laboratory, 2002.

12. T. Riley, M. Copeland, T. Kwasniewski, Delta-sigma Modulation in Fractional-N Frequency Synthesis // IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol 28, №5, 1993. -P. 553-558.

13. T. Riley, M. Copeland, A Simplified Continuous Phase Modulator Tecnique // IEEE Transactions on Circuits and Systems-2: Analog and Digital Signal Processing, Vol 41, №5, May 1994. - P. 321-328.

14. R. Douglas Beards, Miles A. Coopeland, An oversampling Delta-Sigma Frequency Discriminator // IEEE Trans. On Circuits and Systems-2: Analog and

15. Digital Signal Processing, Vol 41, №1,1994. - P. 26-32.

16. Mucahit Kozak, Izzet Kale, A Pipelined Noise Shaping Coder for Fractional-N Frequency Synthesis // IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. 50, №5, October2001.-P. 1154-1161.

17. Mucahit Kozak, Eby G. Friedman, Design and Simulation of Fractional-N pll Frequency Synthesizers. Department of Electrical and Computer Engineering University of Rochester, 2004. - P. 780-783.

18. Ian Galton,Delta-Sigma Data Conversion in Wireless Transceivers // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 50, №. 1, January 2002. -

P. 302-315.

19. Sudhakar Pamarti, Ian Galton, Phase-Noise Cancellation Design Tradeoffs in Delta-Sigma Fractional-N plls // IEEE Transactions on Circuits and Systems-II: Analog and Digital Signal Processing, Vol. 50, №. 11, November 2003. - P. 829-838.

20. Brendan Daly, A New Approach to Fractional-N PLL Design Yields Performance Breakthrough. Feature article. April 2003.

21. AN1014. A 2,5 GHz sigma-delta fractional-N/760 MHz IF integer frequency synthesizer. Philips Semiconductors 2002.

22. LMX2471, 3.6 GHz Delta-Sigma Fractional-N PLL with 1.7 GHz Integer-N PLL November 2003.

23. Sudhakar Pamarti, Lars Janssonjan Galton, A Wideband 2.4-GHz Delta-Sigma Fractional-N PLL With 1-Mb/s In-Loop Modulation // IEEE Journal of Solid State Circuits, Vol. 39, №. 1, January 2004. - P. 49-62.

24. Michael H. Perrott, Theodore L. Tewksbury ,Charles G. Sodini. A 27-mW CMOS Fractional-N Synthesizer Using Digital Compensation for 2.5-Mb/s GFSK Modulation// IEEE Journal of Solid State Circuits, Vol. 32, №. 12, December 1997. — P. 2048-2060.

25. Michael H. Perrott, Techniques for High Data Rate Modulation and Low Power Operation of Fractional-N Frequency Synthesizers. Dr. of Philosophy in Electrical Engineering and Computer Science. Massachusetts Institute of Technology. September 1997.

26. Kalle Asikainen. Frequency synthesis in a mobile phone. Nokia. 1999.

27. Пестряков A.B., Островский И.В., Колесников И.И. Использование синтезаторов частоты с дробным коэффициентом деления для систем мобильной связи // 58-я научно-техническая конференция им. А.С. Попова: Сборник трудов в 2-х томах. - М., 2003. - С. 91-93.

28. Дулевич В.Е. Теоретические основы радиолокации. М., Сов.радио, 1978 г. - С. 236-244.

29. Денисов В.П., Дубинин Д.В. Фазовые радиопеленгаторы: Монография. -Томск: Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, 2002. - 251 с.

30. Леонов А.И., Фомичев К.И. Моноимпульсная радиолокация. - М.: Сов. радио, 1970.-391 с.

31. Коростелев А.А., Мельник Ю.А., Касаткин Ю.С. Методы измерения координат объектов обработки радиолокационных сигналов. - Л.: Изд-во ЛВИКА им. Можайского, 1968.-241 с.

32. Казаков Л .Я., Ломакин А.Н. Неоднородности коэффициента преломления воздуха в тропосфере // Распространение радиоволн. - М.: Наука, 1975. - С. 5.

33. Бартон Д., Вард Г. Справочник по радиолокационным измерениям / Пер. с англ. под ред. М.М. Вейсбейна. - М.: Сов. Радио, 1976. - 392 с.

34. Бадулин H.H., Ерохин A.B., Масалов Е.В. Экспериментальное исследование рефракции электромагнитных волн в приземном слое атмосферы // Радиотехника и электроника. - 1976. - Т. 23. - № 10. - С. 2027.

35. Шарыгин Г.С., Полищук Ю.М. и др. Экспериментальное исследование структуры электромагнитного поля при распространении радиоволн сантиметрового диапазона над земной поверхностью. - Томск: Изд-во ТГУ, 1970. -128 с.

36. Кулемин Г.П., Рассказовский В.Б. Рассеяние радиоволн миллиметрового диапазона поверхностью земли под малыми углами. - Киев: Наукова думка, 1978. -232 с.

37. Басе Ф.Г., Фукс И.М. Рассеяние волн на статистически неровной поверхности. -М.: Наука, 1972.-424 с.

38. Золотарев И.Д. Теория построения двухканальных фазово-импульсных пеленгаторов: Дисс. д-ра техн. наук. - Омск, 1995. - 156 с.

39. Цветнов В.В. Воздействие гауссовых помех на двухканальные фазовые системы //В кн.: Исследование точности и помехоустойчивости фазовых пеленгаторов. - Л.: Судпромгиз, 1959. - 26 с.

40. Белов В.И. О выборе периодов и длительностей импульсов шкал при устранении неоднозначности в многоканальной фазовой измерительной системе // Радиотехника и электроника. - 1978. - Т. 23, № 10. - С. 2225.

41. Александров Б.Н., Горев В.И. Об устранении неоднозначности фазовых измерений // Вопросы радиоэлектроники. - Серия ОТ. - 1975. - Вып. 6. - С. 108.

42. Агроскин В.И., Никитенко Ю.И. Анализ многоступенчатого и одноступенчатого способов устранения многозначности фазовых отсчетов // Вопросы радиоэлектроники. Серия ОТ. - 1970. - Вып. 3. - С. 12.

43. Акиндинов В.В. О расчете вероятности «грубой» ошибки при двухшкальном способе измерения параметра сигнала // Радиотехника и электроника. - 1963. - Т. 8, №7.-С. 1099.

44. Менгел Т. Сопровождение спутника Земли и передача данных по радио // В кн. Искусственный спутник Земли (материалы семинара по американскому проекту «Авангард»): Сов. Радио, 1957. - С. 46.

45. Коростелев А.А., Мельник Ю.А., Касаткин Ю.С. Методы измерения координат объектов обработки радиолокационных сигналов. - Л.: Изд-во ЛВИКА им. Можайского, 1968.-241 с.

46. Wu N., Tang Х.Н., and Xiao F. Research on the coherent phase noise of millimeter-wave doppler radar // Progress In Electromagnetics Research Letter. 2008.V. 5.

47. Mead, J. B. and R. E. Mcintosh, "Millimeter-wave polarimetric radars," Progress In Electromagnetics Research, PIER 03, 1990. - P. 391- 450.

48. Costanzo, S., I. Venneri, G. Di Massa, and G. Amendola, "Hybrid array antenna for broadband millimeter-wave applications," Progress In Electromagnetics Research, PIER 83, 2008.-P. 173-183.

49. Ma, H. H., X. H. Tang, F. Xiao, and X. J. Zhang, "Phase noise analysis and estimate of millimeter wave PLL frequency synthesizer," International Journal of Infrared and Millimeter Waves, Vol. 26, No. 2, Feb. 2005. - P. 271-278.

50. Zhang, Y. H., Y. Fan, and Z. D. Wu, "Phase noise in millimeter wave phase-locked loop with mixer," International Journal of Infrared and Millimeter Waves, Vol. 28, Mar. 2007. - P. 299-304.

51. Grebenkemper, C. J., "Local oscillator phase noise and its effect on receiver performance," WJ Tech. Notes 1981, 1981. - P. 1-13.

52. Razavi, В., "A study of phase noise in CMOS oscillators," IEEE Journal of SolidState Circuits, Vol. 31, No. 3, 1996. -P. 331-343.

53. Raven, R. S., "Requirements on master oscillators for coherent radar," IEEE Proceedings, Vol. 54, No. 2, Feb. 1966. - P. 237-243.

54. Taylor, J. R., An Introduction to Error Analysis: The Study of Uncertainties in Physical Measurements, University Science Books, 1997. - P. 290-291.

55. Jaisingh, L. R., Statistics for the Utterly Confused, McGraw-Hill Professional, 2006. -P. 104—107.

56. Coherent Radar Performance Estimation/James A. Scheer and James L. Kurtz, editors // Artech House Publishers, 1993. - P. 135-173.

57. Гавриленко В.Г., Яшнов B.A. Передача информации по беспроводным сетям в условиях пересеченной местности. Учебно-методический материал по программе повышения квалификации «Новые подходы к проблемам генерации, обработки, передачи, хранения, защиты информации и их применения». Нижний Новгород, 2007.- 112 с.

58. Шахтарин Б. И. и др. Синтезатор частот/ Б.И. Шахтарин, Г. Н. Прохладин, А.А Иванов, А.А Быков, А.А Чечулина, Д.Ю Гречищев. - М.: Горячая линия - Телеком, 2007. - С. 8.

59. Макаров А. К. Анализ цифровых синтезаторов частоты.: Дисс. на соиск. уч. степени канд. техн. наук. - М.: МЭИ, 1975. - 260 с.

60. Olson W. R. and Salcedo R. V. Mixer Frequency Charts. - Frequency, March/April, 1966.-P. 24-25.

61. Shores M. W. Chart Pinpoints Receiver Interference Problems. - EDN, January 15, 1969.-P. 43-46.

62. Pearl B. How to Determine Spur Frequencies. - EDN, October 1965. - P. 128-129.

63. Westwood D. H. Rid Mixer of Spurious Signals. - Electronic Design, August 16, 1966.-P. 210-216.

64. Царапкин Д. П. Стабилизация частоты возбудителей радиопередатчиков СВЧ" -М.: Моск. энерг. ин-т, 1985. - 80с.

65. Демьянченко А.Г., Кулешов В.Н. Кратковременная нестабильность частоты и методы ее измерения: Учебное пособие/ Под ред. Г.М. Уткина. - М.: МЭИ, 1978. -78с.

66. Белов JI.А. Формирование стабильных частот и сигналов/JI.A. Белов. - М.: Издательский центр "Академия", 2005. - 224 с.

67. Белов Л.А. Синтезаторы частот и сигналов - М.: Сайнс-пресс, 2002. - 80 с.

68. Левин В.А. Стабильность дискретного множества частот. - М.: Энергия, 1970.

69. Пестряков А. В. Расчет спектральных характеристик синтезаторов частот, использующих дискретные кольца ФАПЧ // Электросвязь. - 1985. - №3. - С. 51-55.

70. Пестряков А. В. Разработка и применение прикладных методов анализа дискретных систем фазовой синхронизации для устройств синтеза и стабилизации частот: Дисс. на соискание ученой степени доктора техн. наук. -М.: МТУ СИ, 1992.

71. Левин В.А., Малиновский В.Н., Романов С.К. Синтезаторы частот с системой импульсно-фазовой автоподстройки. - М.:Радио и связь, 1989. -232 с.

72. Gill G. S., Gupta S. С. On higher order discrete phase-locked loop // IEEE Trans. -1972. V.AES-8.-P. 615-623.

73. Шахгильдян B.B., Пестряков A.B., Кабанов А.И. Общие принципы построения быстродействующих синтезаторов частот на основе систем фазовой синхронизации // Электросвязь. - 1983. №10.

74. Miller В., Conley R. A multiple modulator fractional divider // IEEE transactions on instrumentation and measurement. - June 1991. - Vol.40. №4.

75. X72300. 2.6 GHz Spur-free, 2,1 GHz Dual Fractional-N Frequency Synthesizer // Sky-works. Data sheet. - 2002.

76. HMC700LP4E 8 GHz 16-Bit Fractional-N PLL // Hittite. Data sheet. - 2008.

77. HMC701LP6CE 8 GHz 16-Bit Fractional-N PLL // Hittite. Data sheet. - 2008.

78. HMC702LP6CE 14 GHz 16-Bit Fractional-N PLL // Hittite. Data sheet. - 2008.

79. HMC703LP4E 8 GHz Fractional synthesizer // Hittite. Data sheet. - 2009.

80. HMC704LP4E 8 GHz Fractional-N PLL // Hittite. Data sheet. - 2010.

81. HEXFET Power MOSFET IRF7317 // International Fectifier. Data sheet. - 1997.

82. HIGH ISOLATION SPDT NON-REFLECTIVE SWITCH, DC - 4.0 GHz // Hittite. Data sheet. - 2004.

83. Резвая И.В. Исследование и разработка синтезатора частот с частотно-фазовым управлением. - Дисс. на соискание ученой степени канд. техн. наук. / М.: МТУ СИ, 1997.-242 с.

84. Тихомиров Н.М., Гармонов A.B. и др. Синтезатор частот с переменным усилением и полосой пропускания кольца фазовой автоподстройки / Описание изобретения к патенту // Патент № 2267860, заявка 2003 126504/09 от 01.09.2003.

85. Радиоавтоматика / Под редакцией В.А. Бесекерского - М.: Высшая школа, 1985.-271с.

86. П.Бесекерский В.А. Теория систем автоматического регулирования./ В.А. Бесекерский, Е.П.Попов - М.: Наука, 1972. - 767с.

87. С. Директор. Введение в теорию систем./ С. Директор, Р.Рорер. - М.: «Мир», 1974.-464с.

88. Куприянов А.И. Радиоэлектронные системы в информационном конфликте./ А.И.Куприянов, A.B. Сахаров - М.: - Вузовская книга, 2003. - 528с.

89. Казаков JI.H. Управление переходным процессом в быстродействующем синтезаторе частоты / JI.H. Казаков// Радиотехника. - 1986. - № 10. - С. 12-14.

90. Гордонов А.Н.Астатическая система ИФАПЧ, оптимизированная по длительности подстройки / А.Н. Гордонов, И.В. Резвая // Радиотехника. - 1992. -№4. - С. 48-52.

91. Леонов Г.А. Глобальная устойчивость фазовых астатических систем управления / Г.А. Леонов // Известия академии наук. Теория и системы управления. - 2004. - №3. - С. 13-17.

92. Горюнов В.И. Применение метода точечных отобралсений для исследования динамики задающего контура двухкаскадного синтезатора частот / В.И. Горюнов, H.H. Дубровина, В.Н. Еруслапов // Техника средств связи, сер. ТРС. - 1983. Вып. 9. -С. 55-65.

93. Горюнов В.И.. Анализ переходных процессов в двухкаскадном синтезаторе частот / В.И. Горюнов, Н.Н. Дубровина, В.Н. Ерусланови др. // Техника средств связи, сер. ТРС. - 1987. Вып. 3. - С. 54-59.

94. Yipping Fan. Model, analyze and simulate DA fractional-N frequency synthesizers/ Yipping Fan / Microwaves & RF Journal. January, 1994 - P. 22-26.

95. Wael A. Al-Qaq New Behavioral Models Facilitate Fast and Accurate Simulation of Sigma-delta Fractional-N Synthesizers Using Ansoft Designer™ / Wael A. Al-Qaq, Jian Hua Gu, William J. Martin, Jeffrey L. Cutcher / Microwaves & RF Journal, March, 2004 -P. 14-18.

96. Michael H. Perrott A Modeling Approach for E - A Fractional-N Frequency Synthesizers Allowing Straightforward Noise Analysis / Michael H. Perrott, Mitchell D. Trott, Charles G. Sodini / IEEE Journal of solid-state Circuits, Vol.37, №8 August, 2002 -P. 1028-1038.

97. Scott E. Meningert A Fractional-N Frequency Synthesizer Architecture Utilizing a Mismatch Compensated PFD/DAC Structure for Reduced Quantization-Induced Phase Noise / Scott E. Meninger, Michael H. Perrott / IEEE Transactions on Circuits and Systems - II; Analog and Digital Signal Processing, Vol.50, №11, November, 2003. - P. 839-849.

98. Thomas E. Stichelbout Ph. D. System simulation of a fractional PLL with MatLab / Thomas E. Stichelbout / Division of Digital Signal Processing, Alaborg University, 2000. -P. 122-128.

99. Bar-Giora Goldberg Analog and Digital Fractional-n PLL Frequency Synthesis: A Survey and Update / Bar-Giora Goldberg / Applied Microwave & Wireless - June 1999 -P. 81-87.

100. Романов C.K. Анализ цифровых синтезаторов частоты с широтно-импульсным частотно-фазовым детектором и счетчиковым делителем частоты в цепи обратной связи / С.К. Романов, Н.М. Тихомиров // Стабилизация частоты: Материалы

межотраслевых научно-технических конференций, совещаний, семинаров и выставок. - М.: ВИМИ, 1980. - С. 20-22.

101. Левин В.А. Сравнительный анализ дигаамических и фильтрующих свойств астатической системы ИФАПЧ при различных запасах устойчивости./ В.А. Левин, Н.М. Тихомиров // Техника средств связи. - Сер. ТРС. - 1985. - Вып.7. - С. 77-82.

102. Тихомиров Н.М. Построение быстродействующих синтезаторов частот на основе квазиоптимальных систем ИФАПЧ / Н.М Тихомиров., М.Н. Тихомиров // Труды 56-ой Научной сессии, посвященной Дню радио. - Том 2. - 2001. - С. 369371.

103. Ромацов С.К. Определение времени переключения частот в цифровом синтезаторе с импульсным частотно-фазовым детектором с тремя состояниями. / С.К. Романов // Texirmca средств связи. - Сер. ТРС. - 1983. - Вып.7. - С.74-82.

104. Тихомиров Н.М. Использоваьгае метода переменного коэффициента усиления в системах ИФАПЧ синтезаторов частот/ Н.М. Тихомиров // Материалы международной конференции «Беспроводные системы телекоммуникаций», г. Воронеж 26-27 сентября 2000 г. - С. 184-186.

105. Романов С.К. Исследование системы автоподстройки частоты с щиротно-импульсным частотно-фазовым детектором и счетчиковым делителем частоты в цепи обратной связи. / С.К. Романов // Техника средств связи. - Сер. ТРС. - 1979. -Вып.7(24). - С.84-94.

106. Романов С.К. Анализ системы автоподстройки частоты с широтно-импульсиым частотно-фазовым детектором и фильтром второго иорядка./ С.К. Романов // Техника средств связи. - Сер. ТРС. - 1980. Вып.7(25). - С. 71-77.

107. Романов С.К. Математические модели цифровых синтезаторов частоты. /С.К. Романов, В.Н. Малиновский // Техника средств связи. - Сер. ТРС. - 1981. Вып.7. -С. 72-85.

108. Малиновский В.Н. Динамические процессы в цифровом синтезаторе частоты с импульсным частотно-фазовым детектором. / В.Н. Малиновский, С.К. Романов // Электросвязь. - 1983. - №6. - С. 50-54.

109. Романов С.К. Рахманин Д.Н. Определение помех в системе ИФАПЧ с дробным делителем частоты в цепи обратной связи / С.К. Романов, Д.Н. Рахманин // Теория и техника радиосвязи: Научн.-техн. Сб./ ВНИИС - Воронеж. - 2003. -Вып. 2.-С. 73-81.

110. ADIsimPLL users manual / http://analog com./pll/ADIsimPLL

111. AD4153/4252 Data Sheet/ Analog Devices Inc. http://www.analog.com/pll

112. LMX2470/Data Sheet/ National Semiconductor Inc. http://www.national.com/pll

113. Болдырева Т.Н. Сравнительный анализ амплитудных и фазовых шумов усилителей на биполярных транзисторах, построенных по схемам с общим эмиттером и «общий эмиттер - общая база» / Т.Н. Болдырева, В.Н. Кулешов // Радиотехника. - 1998. - № 11. - С. 88-94.

114. Завражнов Ю.В. Мощный автогенератор на полевом транзисторе./ Ю.В. Завражнов, В.Г. Аралов - Электросвязь №6, 1982г., С. 42-44.

115. Х72300. 2.6 GHz Spur-free, 2,1 GHz Dual Fractional-N Frequency Synthesizer // Sky-works. Data sheet. - 2002.

116. LMX2470. 2.6 GHz Delta-Sigma Fractional-N PLL with 800 MHz Integer-N PLL. National Semiconductor Corporation. Data Sheet. - 2003.

117. Прецизионный кварцевый генератор ГК 136-ТС. Материалы интернет-ресурса http://www.morion.com.ru.

118. Voltage Controlled Oscillator ROS-3050C-119+ // Mini-Circuits. Data sheet. -2008.

119. Ceramic Low Pass Filter LFCN-3000 // Mini-Circuits. Data sheet. - 2007.

120. Ultra-Small Ceramic Power Splitter/Combiner SCN-2-35 // Mini-Circuits. Data sheet. - 2005.

121. 3.5 GHz Broadband Silicon RFIC Amplifier ABA-52563 // Avago Technologies. Data sheet. - 2009.

122. Surface Mount Monolithic Amplifier GALI-84+ // Mini-Circuits. Data sheet. -2009.

123. ГОСТ 23366-78. Ряды номинальных напряжений постоянного и переменного тока. Москва, Стандартинформ, 1991.

124. 8-bit with 8К Bytes In-System Programmable Flash ATmega8, Tmega8L // Atmel. Data sheet. - 2008.

125. Low-Power, Slew-Rate-Limited RS-485/RS-422 Transceivers // Maxim. Data sheet. -2003.

126. ГОСТ 10317-79. Печатные платы. Основные размеры. Москва, Стандартинформ, 1984.

127. Теоретический аппарат измерений на СВЧ / Андронов Е.В., Глазов Григорий Наумович. - Томск: TMJI-Пресс, 2010. - 802 с.

128. Скоторенко И.В. Оценка фазовых шумов синтезатора частот на интегральной схеме HMC704LP4E // Доклады ТУСУР, № 2 (24), часть 1, декабрь 2011, с. 97-101. -ISSN 1818-0442.

129. Скоторенко И.В. Метод уменьшения уровня побочных спектральных составляющих в синтезаторах частот с ФАПЧ, имеющих дробный делитель частоты // Доклады ТУСУР, № 2 (24), часть 1, декабрь 2011, с. 102-105. - ISSN 1818-0442.

130. Положительное решение от 22.02.2012 г. по заявке № 2011124063/08(035521) (приоритета 14.06.2011) о выдаче патента РФ на изобретение, МПК8 : H03L7/06, H03L7/16. Синтезатор частот / И.В Скоторенко. - 5 с.

131. Скоторенко И.В. Синтезаторы частот и их характеристики (монография) -Томск: Изд-во ТУСУРа, 2011. - 62 с. ISBN 978-5-86889-550-0.

132. Скоторенко И.В. Влияние фазовых шумов синтезатора частот на качественные показатели доплеровских радиолокационных систем // Материалы всероссийской

научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов "Научная сессия ТУ СУР - 2011". Томск 4-6 мая 2011г.: ТУ СУР, 2011. 4.1., с. 44-47.

133. Скоторенко И.В. Проблемы уменьшения массогабаритных характеристик синтезаторов частот // Материалы всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов "Научная сессия ТУСУР - 2011". Томск 4-6 мая 2011г.: ТУСУР, 2011. 4.2, с. 296-300.

134. Скоторенко И.В. Малогабаритный синтезатор частот с улучшенными характеристиками для приемо-передающих модулей. Вторая научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов по тематике «Инновационные подходы при создании военной техники». 30 сентября 2011 г. (Выдан диплом участника, сборник материалов - в процессе публикации).

135. Отчет о научно-исследовательской работе "Перспективный синтезатор частот". ОАО "НПО" Лианозовский электромеханический завод", г. Москва, 2010 г. - 76 с.