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1、(10)申请公布号 CN 102420607 A (43)申请公布日 2012.04.18 C N 1 0 2 4 2 0 6 0 7 A *CN102420607A* (21)申请号 201110386865.2 (22)申请日 2011.11.29 H03L 7/18(2006.01) (71)申请人武汉凡谷电子技术股份有限公司 地址 430205 湖北省武汉市江夏区关凤路藏 龙岛凡谷工业园4号楼2楼 (72)发明人万正洋 (74)专利代理机构武汉开元知识产权代理有限 公司 42104 代理人黄行军 (54) 发明名称 一种ODU频率源 (57) 摘要 一种ODU频率源，它的石英晶体振荡器。
2、的一 个时钟信号输出端连接小数N分频合成器的信 号输入端，小数N分频合成器的信号输出端通过 压控振荡器连接耦合器，耦合器的耦合通路连接 ODU的发射中频混频器，耦合器的主通路连接功 率分配器的输入端，功率分配器的一个输出端连 接第一倍频器的输入端，功率分配器的另一个输 出端连接第二倍频器的输入端，所述第一倍频器 的输出端连接ODU的微波发射混频器，第二倍频 器的输出端连接ODU的微波接收混频器；所述石 英晶体振荡器的另一个时钟信号输出端通过整数 N分频合成器连接ODU的接收中频混频器。本发 明减少了所需设计的频率源数量，提高了ODU频 率源设计的效率。 (51)Int.Cl. (19)中华人民。
3、共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 页 CN 102420619 A 1/1页 2 1.一种ODU频率源，包括石英晶体振荡器、小数N分频频率合成器、压控振荡器，其特 征在于：它还包括整数N分频频率合成器，耦合器、功率分配器、第一倍频器和第二倍频器， 其中，石英晶体振荡器的一个时钟信号输出端连接小数N分频频率合成器的信号输入端， 小数N分频频率合成器的信号输出端通过压控振荡器连接耦合器，耦合器的耦合通路连接 ODU的发射中频混频器，耦合器的主通路连接功率分配器的输入端，功率分配器的一个输出 端连接第一倍频器的输入端，功率分配器的另一个输出端连。
4、接第二倍频器的输入端，所述 第一倍频器的输出端连接ODU的微波发射混频器，第二倍频器的输出端连接ODU的微波接 收混频器；所述石英晶体振荡器的另一个时钟信号输出端通过整数N分频频率合成器连接 ODU的接收中频混频器。 2.根据权利要求1所述的ODU频率源，其特征在于：所述第一倍频器为6倍频倍频器。 3.根据权利要求1或2所述的ODU频率源，其特征在于：所述第二倍频器为7倍频倍 频器。 4.根据权利要求1所述的ODU频率源，其特征在于：所述整数N分频频率合成器和ODU 的接收中频混频器之间设有滤波、放大单元。 5.根据权利要求1所述的ODU频率源，其特征在于：所述压控振荡器和耦合器之间连 接有放。
5、大器。 6.根据权利要求1所述的ODU频率源，其特征在于：所述耦合器的耦合度为320dB。 7.根据权利要求1所述的ODU频率源，其特征在于：所述小数N分频频率合成器的型 号为ADF4153；所述整数N分频频率合成器的型号为ADF4360。 权 利 要 求 书CN 102420607 A CN 102420619 A 1/4页 3 一种 ODU 频率源 技术领域 0001 本发明涉及移动通信中射频技术设计领域，具体涉及一种ODU(Outdoor Unit，数 字微波收发信机)频率源。 技术背景 0002 在无线通信系统中，微波通信随着移动和数据通信的发展，移动覆盖和数据传输 这两大需求逐渐成为。
6、对PDH(Plesiochronous Digital Hierarchy，准同步数字系列)与 SDH(Synchronous Digital Hierarchy，同步数字系列)微波新的要求。就频段的使用而 言，逐渐由原使用的5GHz11GHz频段向13GHz38GHz频段发展，以进一步拓展频谱资 源。就设备的结构而言，逐步摒弃了传统的室内一体机的设计结构，发展成为现有的体积更 小且拆移简易的收发信机在室外(ODU)、调制解调和基带接口在室内(IDU)的分体式结构。 适应于大跨距及跨湖跨海传输断面的无线数据传输。 0003 数字微波收发信机主要提供与IDU(Indoor Uint数字微波室内单。
7、元)通信的中频 数字调制信号和射频信号的相互转换功能。包括发射机、接收机、频率源、功率检测和上报、 OOK(On-Off Keying，二进制启闭键控)调制解调等单元模块。 0004 传统的ODU系统频率源，如图1所示，采用三个PLL(Phase Locked Loop，简称锁相 环)环路进行设计频率源设计，其频率架构设计为： 0005 TX_IF指发射中频，在ODU系统中现要求为350MHz； 0006 RX_IF指接收中频，在ODU系统中现要求为140MHz； 0007 TX_RF指微波发射频率；RX_RF为微波接收频率；这两个频率受特定的系统和频率 间隔确定，在ODU系统中，往往是一对O。
8、DU组成一套收发系统，即一套ODU中有一台的微波 频率为低发高收，有一台的微波频率为高发低收。 0008 对于发射链路，发射中频第一次上变频为TX_IF和第一个频率源LO 1进行上变 频，混频后的频率为TX_IF+LO1，第二次上变频则将频率直接混频到微波发射频率，一般采 用IC倍频器件(图1中为两个2倍频)对第二个频率LO2源进行倍频，采用4倍频的方 式将第二次混频的本振频率倍频到4LO2，则二次混频后的频率为：TX_IF+LO1+4*LO2TX_ RF； 0009 对于接收链路，倍频后的本振信号与发射链路共用，第一次下变频的频率应为： RX_RF-4*LO2，经过一系列放大和滤波后进行第二。
9、次下变频，这时采用的是第三个频率源信 号进行下变频，混频合的信号为：RX_RF-4*LO2-LO3RX_IF接收中频； 0010 ODU频率源需设计LO1、LO2和LO3三个小数分频的频率源，针对系统对频率调节 步进要求，在进行频率设置时，三个环路设计的频率源均需要改变，对三个频率源的相噪设 计要求较高，在系统中所产生的频率杂散信号将更加丰富，产品调试中，部件或整机杂散调 试较为困难。 发明内容 说 明 书CN 102420607 A CN 102420619 A 2/4页 4 0011 本发明的目的是针对上述技术问题，提供一种ODU频率源，该频率源能减少设计 所需基本频率源数量，方便各种频率。
10、的设置。 0012 为实现此目的，本发明所设计的一种ODU频率源，包括石英晶体振荡器、小数N分 频频率合成器、压控振荡器，其特征在于：它还包括整数N分频频率合成器，耦合器、功率分 配器、第一倍频器和第二倍频器，其中，石英晶体振荡器的一个时钟信号输出端连接小数N 分频频率合成器的信号输入端，小数N分频频率合成器的信号输出端通过压控振荡器连接 耦合器，耦合器的耦合通路连接ODU的发射中频混频器，耦合器的主通路连接功率分配器 的输入端，功率分配器的一个输出端连接第一倍频器的输入端，功率分配器的另一个输出 端连接第二倍频器的输入端，所述第一倍频器的输出端连接ODU的微波发射混频器，第二 倍频器的输出端。
11、连接ODU的微波接收混频器；所述石英晶体振荡器的另一个时钟信号输出 端通过整数N分频频率合成器连接ODU的接收中频混频器。 0013 所述第一倍频器为6倍频倍频器。 0014 所述第二倍频器为7倍频倍频器。 0015 所述整数N分频频率合成器和ODU的接收中频混频器之间设有滤波、放大单元。 0016 所述压控振荡器和耦合器之间连接有放大器。 0017 所述耦合器的耦合度为320dB。 0018 所述小数N分频频率合成器的型号为ADF4153；所述整数N分频频率合成器的型 号为ADF4360。 0019 本发明减少了所需设计的频率源数量，采用两个频率源设计，一个为小数N分频 的频率源，一个为整数。
12、N分频的频率源，针对系统对频率调节步进的要求，在进行频率设置 时，只需调整小数N分频的频率源即可，提高了ODU频率源设计的效率，另外，本发明还实现 了对同一ODU系统频率规划下的各个不同T/R间隔子系统的兼容。 附图说明 0020 图1现有技术的原理框图。 0021 图2本发明的原理框图。 0022 图3为本发明使用状态的原理框图。 0023 图1和3中，ODU的发射中频混频器的输入端依次设置有滤波器、衰减器、放大器、 检波器，ODU的发射中频混频器和ODU的微波发射混频器之间设有滤波器和放大器，ODU的 微波发射混频器输出端依次设置滤波器、放大器、衰减器、放大器、检波器；ODU的微波接收 混。
13、频器输入端设置滤波放大单元，微波接收混频器和ODU的接收中频混频器之间设置滤 波、放大、衰减单元，ODU的接收中频混频器的输出端依次设置射频开关、滤波器、射频开关、 放大器和AGC放大器。 具体实施方式 0024 以下结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明： 0025 如图23所示的一种ODU频率源，包括石英晶体振荡器TCXO、小数N分频频率合 成器、压控振荡器VCO，其特征在于：它还包括整数N分频频率合成器，耦合器、功率分配器、 第一倍频器和第二倍频器，其中，石英晶体振荡器TCXO的一个削峰正弦波时钟信号输出端 说 明 书CN 102420607 A CN 102420619 A 3/4。
14、页 5 连接小数N分频频率合成器的信号输入端，小数N分频频率合成器的信号输出端通过压控 振荡器VCO连接耦合器，耦合器的耦合通路连接ODU的发射中频混频器，耦合器的主通路连 接功率分配器的输入端，功率分配器的一个输出端连接第一倍频器的输入端，功率分配器 的另一个输出端连接第二倍频器的输入端，所述第一倍频器的输出端连接ODU的微波发射 混频器，第二倍频器的输出端连接ODU的微波接收混频器；所述石英晶体振荡器TCXO的另 一个削峰正弦波时钟信号输出端通过整数N分频频率合成器连接ODU的接收中频混频器。 0026 上述技术方案中，第一倍频器为6倍频倍频器。第二倍频器为7倍频倍频器。 0027 上述技。
15、术方案中，整数N分频频率合成器和ODU的接收中频混频器之间设有滤波、 放大单元。 0028 上述技术方案中，所述压控振荡器VCO和耦合器之间连接有放大器。 0029 上述技术方案中，所述耦合器的耦合度为320dB。根据本振LO1的功率大小与 发射中频混频器本振所要求的功率大小的差值选择适合的耦合器。 0030 上述技术方案中，所述小数N分频频率合成器的型号为ADF4153；所述整数N分频 频率合成器的型号为ADF4360。 0031 上述技术方案中，整数N分频频率合成器ADF4360为一款内置VCO的可编程锁相 环芯片，设计为接收链路的固定本振，本电路设计中利用其内部的参考分频器(R分频器)、。
16、 可编程分频器(N分频器)、鉴相器、电流泵和告警电路等完成频综的分频、鉴相和告警等功 能。固定本振的频率是490MHz+TR间隔，当ODU型号选定后该频率就不再更改，因此尽可能 的选用比较大的鉴相频率降低相位噪声。该芯片允许的最大鉴相频率是8MHz，同时鉴相频 率必须是输出频率和参考振荡源的公约数。 0032 上述技术方案中，小数N分频频率合成器ADF4153设计为可变本振，提供给发射链 路两次上变频和接收链路第一次下变频的本振频率源。设计中利用其内部的参考分频器(R 分频器)、可编程分频器(INT+FRAC/MOD分频器)、鉴相器、电流泵和告警电路等完成频综的 分频、鉴相和告警等功能。因为发。
17、射机步进为250kHz，所以要求本振步进为250/7kHz。当 输入频率大于2GHz时，前置分频比只能选择8/9，这时N最小值为91。为了获得较好的相 位噪声，选择R1。为了满足最小步进要求，20000/MOD必须为250/7的约数。 0033 上述技术方案中，压控振荡器VCO是本振设计的关键部件，它在很大程度上决定 了本振频率源的噪声性能，锁相环对环路带宽以外的VCO噪声无抑制。 0034 本发明的原理为：对于发射链路，压控振荡器VCO输出的本振信号LO1进行放大处 理后进入耦合器，耦合器耦合通路输出的信号到ODU的发射中频混频器，用于发射中频TX_ IF到微波发射频率TX_RF的第一次上变。
18、频，混频后的信号频率为：LO1TX_IF；本振信号 LO1经由放大器、耦合器主通路、功分器、6倍频器后的频率信号为6LO1，连接ODU的微波发 射混频器，ODU的发射中频混频器的输出频率信号经由ODU的微波发射混频器进行二次上 变频后的信号频率为LO1TX_IF+6*LO1，该频率信号即为微波发射频率TX_RF，发射链路 的频率变换关系为：LO1TX_IF+6*LO1TX_RF。 0035 对于接收链路，RX_RF微波接收频率经由滤波、放大单元后连接到ODU的微波 接收混频器，本振信号LO1经由放大器、耦合器主通路、功分器、7倍频器后的频率信号为 7LO1，接入ODU的微波接收混频器的LO输入。
19、端，经ODU的微波接收混频器后的信号为RX_ RF-7*LO1，经过滤波器、放大器和衰减器等组成的AGC电路后到达ODU的接收中频混频器， 说 明 书CN 102420607 A CN 102420619 A 4/4页 6 整数N分频频率合成器输出的下变频本振信号LO2经由滤波器、放大单元后连接到ODU的 接收中频混频器的LO端，ODU的接收中频混频器下变频后的信号为LO2(RX_RF-7*LO1)， 该频率信号即为接收中频RX_IF，经由射频开关和滤波器组成的带宽选择电路、放大器和 AGC电路后输出，接收链路的频率变换关系为：LO2(RX_RF-7*LO1)RX_IF。 0036 本发明的工作的频率变换由LO1的频率变换完成，由于LO2是固定频率，系统工作 中的收发频率变换可以保持同步。 0037 本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。 说 明 书CN 102420607 A CN 102420619 A 1/3页 7 图1 说 明 书 附 图CN 102420607 A CN 102420619 A 2/3页 8 图2 说 明 书 附 图CN 102420607 A CN 102420619 A 3/3页 9 图3 说 明 书 附 图CN 102420607 A 。