طراحی و ساخت سنتزکننده فرکانسی مبتنی بر حلقه قفل فاز به منظور استفاده در کاربردهای راداری

ذوالفقاری مقدم, سودابه; کازرونی, مرتضی

طراحی و ساخت سنتزکننده فرکانسی مبتنی بر حلقه قفل فاز به منظور استفاده در کاربردهای راداری

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر،تهران، ایران

² دانشیار، دانشگاه صنعتی مالک اشتر،تهران، ایران

چکیده

در بیشتر گیرنده‌های مخابراتی و راداری، از یک یا چند نوسانگر محلی برای تبدیل فرکانس ورودی به فرکانس میانی استفاده می‌کنند. در یک گیرنده ایده آل، این تبدیل فرکانسی، سیگنال ورودی را تحریف نمی‌کند و تمام اطلاعات روی سیگنال می‌تواند بازیابی شود. در یک گیرنده واقعی، هم ترکیب‌کننده استفاده‌شده برای تبدیل فرکانس سیگنال و هم نوسانگر محلی، سیگنال را تحریف کرده و توانایی گیرنده را برای بازیابی سیگنال محدود می‌کند. تخریب ناشی از ترکیب‌کننده، مانند خروجی‌های ترکیب‌شده نامطلوب، می‌تواند با طراحی مناسب در بقیه بخش‌های گیرنده به حداقل برسد. تخریب ناشی از نوسانگر محلی، که معمولاً تغییرات فازی تصادفی یا همان نویز فاز است، جز با بهبود عملکرد نوسانگر کاهش نمی‌یابد. هدف از این مقاله، طراحی و ساخت یک سنتز کننده فرکانسی مبتنی بر حلقه قفل فاز است. واحد سنتز کننده فرکانسی در انواع رادارهای حوزه زمان و حوزه فرکانس مورداستفاده قرار می‌گیرد. در رادارهای حوزه فرکانس، مدار سنتز کننده فرکانسی می‌تواند به‌عنوان مولد شکل موج استفاده شود و یا به‌منظور تولید سیگنال نوسانگر محلی مورداستفاده قرار بگیرد. همچنین در رادارهای حوزه زمان، باهدف همگام‌سازی بخش‌های مختلف رادار، از مدار سنتز کننده فرکانس استفاده می‌شود. در این مقاله، از یک قطعه سنتز کننده فرکانسی مبتنی بر حلقه قفل فاز بانام ADF4350 استفاده‌شده است. فرکانس خروجی این قطعه روی 1GHz تنظیم‌شده است. طراحی مدار این قطعه در نرم‌افزار ADIsimPLL انجام‌شده و برد راه‌انداز آن در نرم‌افزار Altium Designer ترسیم‌شده است. به‌منظور بررسی دقیق‌تر قبل از پیاده‌سازی، مدار حلقه قفل فاز در نرم‌افزار ADS نیز شبیه‌سازی‌شده است. پس از طراحی، برد سنتز کننده فرکانسی به همراه برد تغذیه ساخته‌شده و نتایج نویز فاز اندازه‌گیری شده است. نویز فاز اندازه‌گیری شده با مقادیر موجود در داده برگ قطعه منطبق است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Design and implementation of a frequency synthesizer based on phase-locked loop for using in radar applications

نویسندگان [English]

Sudabe Zolfaqari Moqadam ¹
Morteza Kazerooni ²

¹ Master's degree, Malek Ashtar University of Technology, Tehran, Iran

² Associate Professor, Malek Ashtar University of Technology, Tehran, Iran

چکیده [English]

In most telecommunications and radar receivers, one or more local oscillators are used to convert the input frequency to the intermediate frequency. In an ideal receiver, this frequency conversion does not distort the input signal, and all the information on the signal can be recovered. In a real receiver, both the mixer used to convert the signal frequency and the local oscillator distort the signal, limiting the receiver's ability to recover the signal. Degradation caused by the mixer, such as undesirable mixed outputs, can be minimized by proper design in the rest of the receiver. The destruction caused by the local oscillator, which is usually random phase changes or phase noise, cannot be reduced except by improving the performance of the oscillator. The purpose of this paper is to design and implement a frequency synthesizer based on a phase-locked loop. The frequency synthesizer unit is used in all types of frequency-domain and time-domain radars. In frequency domain radars, the frequency synthesizer circuit can be used as a waveform generator or to generate a local oscillator signal. Also, in time-domain radars, with the aim of synchronizing different parts of the radar, a frequency synthesizer circuit is used. In this paper, a frequency synthesizer based on a phase-locked loop named ADF4350 is used. The output frequency of this part is set to 1 GHz. The circuit design of this part is done in ADIsimPLL software, and its board is drawn in Altium Designer software. In order to check more carefully before implementation, the phase-locked loop circuit is also simulated in ADS software. After design, the frequency synthesizer board has been built along with the power supply board, and the phase noise results have been measured. The measured phase noise matches the values in the datasheet for the part.

کلیدواژه‌ها [English]