本发明公开了频率合成器和频率合成方法。本发明涉及一种频率合成器，包括：参考信号源(22)，其提供第一参考信号，频率信号生成单元(24)，其生成预定频率的合成频率输出信号，混合单元(26)，其将合成频率输出信号与频率调谐信号混合并输出混合器信号，频率调谐单元(28)，其提供频率调谐信号，频率调谐单元包括轮流提供频率调谐信号的第一频率调谐子单元(100)和第二频率调谐子单元(102)，其中，当第一和第二频率调谐子单元中的一个正在提供频率调谐信号时，第一和第二频率调谐子单元中的另一个正在准备提供频率调谐信号，以及频率选择单元(30)，其根据混合器信号选择期望频率范围并输出频率合成器输出信号。
参考信号源(22)，所述参考信号源(22)提供第一参考信号，
频率信号生成单元(24)，所述频率信号生成单元(24)生成预定频率的合成频率输出信号，混合单元(26)，所述混合单元(26)将所述合成频率输出信号与频率调谐信号混合并输出混合器信号，频率调谐单元(28)，所述频率调谐单元(28)提供所述频率调谐信号，所述频率调谐单元包括轮流提供所述频率调谐信号的第一频率调谐子单元(100)和第二频率调谐子单元(102)，其中，当所述第一频率调谐子单元(100)和所述第二频率调谐子单元(102)中的一个正在提供所述频率调谐信号时，所述第一频率调谐子单元(100)和所述第二频率调谐子单元(102)中的另一个正在准备提供所述频率调谐信号，以及频率选择单元(30)，所述频率选择单元(30)根据所述混合器信号选择期望频率范围并输出频率合成器输出信号。
其中，所述频率信号生成单元(24)包括至少一个频率信号生成环路电路(60，62，64)，所述频率信号生成环路电路(60，62，64)包括将从反馈环路接收的反馈信号的频率和/或相位与所述第一参考信号的相位相比较来获得控制信号的相位检测器(70)、基于所述控制信号来生成合成频率输出信号的振荡器(72)以及将所述合成频率输出信号下变频为所述反馈信号的下变频单元(74)。
其中，所述频率信号生成单元(24)包括两个或更多个频率信号生成环路电路(60，62，
64)，每个所述频率信号生成环路电路包括生成不同预定频率的合成频率输出信号的振荡器。
其中，所述一个或多个频率信号生成环路电路(60，62，64)的所述下变频单元(74)中的每一个包括混合器(76)，所述混合器(76)将各自的频率信号生成环路电路的振荡器(72)的所述合成频率输出信号与由所述参考信号源提供的第二参考信号混合来获得所述反馈信号。
其中，所述一个或多个频率信号生成环路电路(60，62，64)中的每一个包括环路滤波器(71)，所述环路滤波器(71)耦接在各自的频率信号生成环路电路的所述振荡器和所述相位检测器之间以用于对各自的控制信号进行滤波。
其中，所述一个或多个频率信号生成环路电路(60，62，64)中的每一个包括分频器(76)，所述分频器(76)耦接在各自的频率信号生成环路电路的所述振荡器和所述下变频单元之间，并且对各自的合成频率输出信号进行分频。
其中，所述一个或多个频率信号生成环路电路(60，62，64)中的每一个包括反馈滤波器(77，78)，所述反馈滤波器(77，78)耦接在各自的频率信号生成环路电路的所述振荡器与所述下变频单元和/或所述下变频单元与所述相位检测器之间，并对所述合成频率输出信号和/或所述反馈输出信号进行滤波。
其中，所述混合单元(26)包括双边带混合器并且其中所述频率信号生成单元(24)包括开关(90)，所述开关(90)用于将来自所述两个或或更多频率信号生成环路电路(60，62，
64)中的一个频率信号生成环路电路的合成频率输出信号中的一个合成频率输出信号选作用于所述双边带混合器的输入信号。
其中，所述混合单元(26)包括单边带混合器，其中，所述两个或更多个频率信号生成环路电路(60，62，64)中的每一个包括90°混合耦合器(92)或90°相位偏移器(92)以用于输出第一合成频率输出信号以及相位相对于所述第一合成频率输出信号被偏移了90°的第二合成频率输出信号，并且其中，所述频率信号生成单元(24)包括两个开关(92a，
94b)以用于将来自所述两个或更多个频率信号生成环路电路(60，62，64)中的一个频率信号生成环路电路的第一和第二合成频率输出信号的一对选作用于所述单边带混合器的输入信号。
其中，所述第一频率调谐子单元(100)和所述第二频率调谐子单元(102)中的每一个包括可调谐振荡器，所述可调谐振荡器具体是可调谐压控振荡器。
其中，所述第一频率调谐子单元(100)和所述第二频率调谐子单元(102)中的每一个包括可调谐振荡器环路电路，所述可调谐振荡器环路电路包括从第三固定频率参考信号生成DDS信号的直接数字式合成器(110)、将从调谐反馈环路接收的调谐分频器输出信号的相位与所述DDS信号的相位相比较来获得调谐控制信号的调谐相位检测器(111)、基于所述调谐控制信号来生成所述调谐频率输出信号的调谐振荡器(113)以及将所述调谐频率输出信号进行分频来获得所述调谐分频器输出信号的调谐分频器(114)。
其中，所述频率调谐单元(28)包括调谐开关(104)，所述调谐开关(104)耦接到所述第一频率调谐子单元和所述第二频率调谐子单元(100，102)的输出，并且在所述第一频率调谐子单元和所述第二频率调谐子单元的输出信号之间切换来轮流提供所述频率调谐信号。
其中，所述频率选择单元(30a)包括并联耦接在开关(134，136)之间的低通滤波器(130)和高通滤波器(132)以用于从所述混合器信号选择所述较高边带或所述较低边带。
其中，所述频率选择单元(30b)包括滤波器组(142)，所述滤波器组(142)具有并联耦接在开关(134，136)之间的三个或更多个滤波器以用于从所述混合器输出选择期望频带。
其中，所述频率选择单元(30c)包括带通滤波器(144)以用于从所述混合器信号选择所述期望频带。
其中，所述频率信号生成单元(24c)包括至少一个振荡器(72a)，所述振荡器(72a)具体是电介质共振腔振荡器，并且生成预定频率的合成频率输出信号。
其中，所述频率信号生成单元(24c)包括两个或更多个振荡器(72a)，所述振荡器(72a)具体是电介质共振腔振荡器，并且生成不同预定频率的合成频率输出信号。
将所述合成频率输出信号与频率调谐信号混合并输出混合器信号，
由第一频率调谐子单元和第二频率调谐子单元轮流提供所述频率调谐信号，其中，当所述第一频率调谐子单元和所述第二频率调谐子单元中的一个正在提供所述频率调谐信号时，所述第一频率调谐子单元和所述第二频率调谐子单元中的另一个正在准备提供所述频率调谐信号，以及根据所述混合器信号选择期望频率范围并输出频率合成器输出信号。
频率合成器和频率合成方法
技术领域
[0001] 本发明涉及频率合成器和相应的频率合成方法。
背景技术
[0002] 频率合成器是许多微波系统的关键构件模块。在包括无线电接收机、移动电话、卫星接收机、GPS系统、雷达等的许多现代设备中找得到它们。存在三种主要合成器体系架构，具体而言是直接模拟式合成器、直接数字式合成器和间接式(锁相环)合成器。微波系统的要求越来越严格，使得已知的合成器无法满足诸如相位噪声、切换速率、精细分辨率和频率扫描(sweep)之类的要求。近年，开发了新的混合式体系架构，其结合了直接数字式合成器(DDS)和锁相环(PLL)，然而，它也无法满足全部这些要求。
[0003] 可以产生具有精细频率分辨率和低相位噪声的超宽带信号并且可以线性扫描的毫米波(mm-wave)/亚太赫兹(sub-THz)频率合成器在现有技术中是未知的并且是不可获得的。已知的几种合成器体系架构，或者具有有限的带宽(例如如Dengler，R.J.，Cooper，K.B.，Llombart，N.，Chattopadhyay，G.，Bryllert，T.，Mehdi，I.，Siegel，P.H.，“Toward real-time penetrating imaging radar at 670GHz，”Microwave Symposium Digest(微波研讨会摘要)，2009MTT’09，IEEE MTT-S International，pp.941-944，7-12June 2009(2009年6月)中所记载的体系架构那样)，或者具有粗糙的频率分辨率(例如使用PLL)，或者具有高相位噪声(高倍增因子)，或者具有这些特征的组合(但是不具有全部这些特征)。
[0004] Dengler，R.J.，Cooper，K.B.，Llombart，N.，Chattopadhyay，G.，Bryllert，T.，Mehdi，I.，Siegel，P.H.，“Toward real-time penetrating imaging radar at670GHz，”Microwave Symposium Digest(微波研讨会摘要)，2009MTT’09，IEEE MTT-S International，pp.941-944，7-12June 2009(2009年6月)记载了一种太赫兹(THz)雷达系统，其中，上变频器被用于将来自合成器的第一混合(高)频率信号与来自可调谐源(线性调频脉冲器(chirper))的第二可调谐(低)频率信号混合。通过使用滤波器来选择混合器的输出信号的期望频带。
发明内容
[0005] 本发明的目的是提供一种尽可能多地提供上述特征(即，提供大带宽、精细频率分辨率和低相位噪声)的频率合成器和相应的频率合成方法。此外，优选地，还应当提供用于执行连续的优选是线性的频率扫描(这例如是雷达应用所要求的)的能力。
[0006] 根据本发明的一个方面，提供了一种频率合成器，包括：参考信号源，所述参考信号源提供第一参考信号，频率信号生成单元，所述频率信号生成单元生成预定频率的合成频率输出信号，混合单元，所述混合单元将所述合成频率输出信号与频率调谐信号混合并输出混合器信号，频率调谐单元，所述频率调谐单元提供所述频率调谐信号，所述频率调谐单元包括轮流提供所述频率调谐信号的第一频率调谐子单元和第二频率调谐子单元，其中，当所述第一频率调谐子单元和所述第二频率调谐子单元中的一个正在提供所述频率调谐信号时，所述第一频率调谐子单元和所述第二频率调谐子单元中的另一个正在准备提供所述频率调谐信号，以及频率选择单元，所述频率选择单元根据所述混合器信号选择期望频率范围并输出频率合成器输出信号。
[0007] 根据本发明的另一个方面，提供了一种相应的频率合成方法，包括以下步骤：生成预定频率的合成频率输出信号，将所述合成频率输出信号下变频成反馈信号，将所述合成频率输出信号与频率调谐信号混合并输出混合器信号，由第一频率调谐子单元和第二频率调谐子单元轮流提供所述频率调谐信号，其中，当所述第一频率调谐子单元和所述第二频率调谐子单元中的一个正在提供所述频率调谐信号时，所述第一频率调谐子单元和所述第二频率调谐子单元中的另一个正在准备提供所述频率调谐信号，以及从所述混合器信号选择期望频率范围并输出频率合成器输出信号。
[0008] 本发明的优选实施例被限定在从属权利要求中。应当理解，所要求保护的频率合成方法具有和所要求保护的频率合成器一样的以及如从属权利要求中限定的相似和/或相同的优选实施例。
[0009] 本发明基于这样的思想：基本信号(即来自频率信号生成单元的合成频率输出信号)由良好相位噪声振荡器(例如，振荡器的共振腔槽中具有较高质量因子的振荡器)生成。这种振荡器具有非常窄的带宽。然而，频率信号生成单元需要固定频率。之后，通过将此频率(即合成频率输出信号)与来自频率调谐单元的频率调谐信号混合并选择混合器信号的期望频带，例如，毫米波频带中的极低相位噪声的信号(频率合成器输出信号)可被生成(有益地比通过已知频率合成器可以获得的信号具有大得多的带宽)。
[0010] 因此，利用根据本发明的频率合成器和频率合成方法，可以生成具有精细频率分辨率、高线性、高线性调频脉冲速率和良好相位噪声的超宽带信号(例如，在频率范围480-960GHz范围中；根据本发明的优选实施例，该频率是通过应用额外的频率倍增来实现的)。
[0011] 此外，如在本发明的优选实施例中所提出的，不同的频带(例如，混合器信号的较高边带和较低边带)可以以彼此之间平滑转变的方式被连续使用，并且频率扫描期间的高线性可以同时被实现。
[0012] 一般而言，所述频率信号生成单元可以简单地包括一个(或多个)振荡器，例如电介质共振腔振荡器，以用于生成预定频率的所述合成频率输出信号(在不同频率的两个或更多个振荡器的情况中)。然而，在优选实施例中，所述频率信号生成单元包括至少一个(优选两个或更多个)频率信号生成环路电路，频率信号生成环路电路包括将从反馈环路接收的反馈信号的频率和/或相位与所述第一参考信号的相位相比较来获得控制信号的相位检测器、基于所述控制信号来生成合成频率输出信号的振荡器以及包括将所述合成频率输出信号下变频为所述反馈信号的下变频单元的反馈环路。这种实施例的优点之一在相位噪声方面明显具有更好的性能。
附图说明
[0013] 本发明的这些和其它方面将参考下述实施例被详细说明并且从中变得明显。在附图中：
[0014] 图1示出已知频率合成器的实施例的框图，
[0015] 图2示出图示出利用已知频率合成器进行的频率扫描的示图，
[0016] 图3示出根据本发明的频率合成器的第一实施例的框图，
[0017] 图4示出根据本发明的频率信号生成单元的第一实施例的框图，
[0018] 图5示出根据本发明的频率信号生成单元的第二实施例的框图，
[0019] 图6示出根据本发明的频率调谐单元的第一实施例的框图，
[0020] 图7示出根据本发明的频率调谐单元的第二实施例的框图，
[0021] 图8示出根据本发明的频率选择单元的第一实施例的框图，
[0022] 图9示出根据本发明的频率选择单元的第二实施例的框图，
[0023] 图10示出根据本发明的频率选择单元的第三实施例的框图，
[0024] 图11示出利用根据本发明的频率合成器进行的连续线性频率扫描的示图，以及[0025] 图12示出根据本发明的频率信号生成单元的第三实施例的框图。
具体实施方式
[0026] 图1示出已知的频率合成器10的简单实施例的框图。频率合成器10包括第一振荡器12，第一振荡器12例如是DRO(电介质共振腔振荡器)，其提供具有固定(稳定)频率的第一本地振荡器信号LO1。此外，频率合成器10还包括第二可调谐振荡器14，第二可调谐振荡器14例如是可调谐压控振荡器(VCO)，其提供具有可调谐频率的第二本地振荡器信号LO2。第一本地振荡器信号LO1和第二本地振荡器信号LO2被混合器16混合，产生混合器信号M，混合器信号M被(优选是可切换的)滤波器18滤波以选择期望频带的合成器输出信号S。例如，从Dengler，R.J.，Cooper，K.B.，Llombart，N.，Chattopadhyay，G.，Bryllert，T.，Mehdi，I.，Siegel，P.H.，“Toward real-time penetrating imaging radar at 670GHz，”Microwave Symposium Digest(微波研讨会摘要)，2009MTT’09，IEEE MTT-SInternational，pp.941-944，7-12June 2009(2009年6月)可大概了解这样的频率合成器。
[0027] 图2示出图示出利用图1中所描绘的已知频率合成器进行频率扫描的示图。第一本地振荡器信号LO1被混合到混合器信号M，混合器信号M被具有滤波器曲线F的滤波器滤波从而选择期望频带B，其中，合成器输出信号S的输出频率的扫描是通过改变第二本地振荡器信号LO2的频率来实现的。
[0028] 图3示出根据本发明的频率合成器20的第一实施例的框图。频率合成器20优选是毫米波/亚太赫兹频率合成器，包括提供第一参考信号40的参考信号源22。频率信号生成单元24利用所述第一参考信号40来产生预定频率的合成频率输出信号42。所述合成频率输出信号42通过混合单元26被与频率调谐信号44混合，混合单元26输出混合器信号46。所述频率调谐信号44由频率调谐单元28提供。频率选择单元30从所述混合器信号
46选择期望频率范围，将该频率进行倍增，并输出频率合成器输出信号48。
[0029] 如果需要，如在一些实施例中一样并且取决于频率信号生成单元24和/或频率调谐单元28的具体实现，可以由参考信号源22提供更多参考信号。这样的更多的(低相位噪声)参考信号可以包括用于相位检测器的(低相位噪声)参考信号50和/或用于在频率信号生成单元24的具体实现中所提供的混合器的必要的低相位噪声LO(本地振荡器)信号，和/或用于在频率调谐单元28的具体实现中所提供的直接数字式合成器(DDS)的低相位噪声参考信号(时钟)52。
[0030] 另外，可以提供控制单元(未示出)以用于控制频率合成器20的元件。
[0031] 频率信号生成单元24提供具有频率差fD的某些固定频率。频率调谐单元28提供带宽为B的线性连续扫描。频率选择单元30优选还包括倍增单元，从混合器信号46选择期望的频带(例如，在一个实施例中或者选择较低的边带或者选择较高的边带)。随后，来自选定频带的信号优选被滤波、被放大并被倍乘。因此，可以实现期望频率范围中，例如毫米波/太赫兹频率范围中的连续的线性的超宽带频率扫描。
[0032] 在图4和图5中示出频率信号生成单元24a和24b的优选实施例。一般，频率信号生成单元24包括至少一个频率信号生成环路电路(最多到任意数目的频率信号生成环路电路)，而在图4和图5中示出的示例性实施例中，频率信号生成单元24a和24b包括三个频率信号生成环路电路60、62和64。一般，不存在上限，合理的数目是2个到6个频率信号生成环路电路，特别是2个到4个频率信号生成环路电路。
[0033] 以频率信号生成环路电路60为例来说明频率信号生成环路电路60、62和64的优选实施例。
[0034] 相位检测器70(也称为相位频率检测器；PFD)将从反馈环路接收的反馈信号80的频率和/或相位与所述第一参考信号40的频率和/或相位比较(具体而言，检测频率和/或相位差)来获得控制信号82。环路滤波器71被耦接到相位检测器70的输出以用于对从相位检测器70输出的控制信号82进行滤波。受控振荡器72例如是压控振荡器(VCO)，其被耦接到环路滤波器71的输出并且基于所述控制信号82生成合成频率输出信号84。所述合成频率输出信号84被输出单元73输出，输出单元73例如是分流器(splitter)，其还将合成频率输出信号84提供给包括下变频单元74的反馈环路，下变频单元74将所述合成频率输出信号84下变频为所述反馈信号80。
[0035] 下变频单元74优选地包括分频器75和混合器76，其利用由参考信号源22提供的第二参考信号50a来对分频器75的输出信号进行下变频来获得所述反馈信号80。此外，在一些实施例中，在反馈环路中，在混合器76之前和/或之后还设置另外的滤波器77、78(特别是带通滤波器)。
[0036] VCO 72优选是窄带(高Q)振荡器，从而具有非常良好的相位噪声特性。每个频率信号生成环路电路60、62和64中的混合器76都将合成频率输出信号84下变频至相位检测器频率。为了覆盖更宽的频谱范围，即，为了使能更宽带宽上的频率扫描，不同频率信号生成环路电路60、62和64的混合器76被设置了不同的第二参考信号50a、50b和50c，并且受控振荡器72相应地在不同频率起作用。振荡器的频率是以下述方式选择的，其使得较高边带和较低边带的“链条(chain)”(参见图2)优选地是(但不是必需地)连续的。如果其不连续，则可能会生成单独的频带。如果必要，可以使用具有最低分频比的分频器75。为了实现最佳相位噪声，在反馈环路中使用具有几乎固定的频率的VCO 72而不使用分频器75。
[0037] 如果混合单元26(参见图3)包括双边带(DSB)混合器，则具体使用图4中示出的频率信号生成单元24a的实施例。如果混合单元26(参见图3)包括单边带(SSB)混合器，则具体使用图5中示出的频率信号生成单元24b。对于相位检测器频率，可能的最高频率被选择来维持良好的相位噪声性能。频率信号生成单元24a中的开关90选择在环路电路60、62和64之一中生成的一个固定频率并将其输出给DSB混合器。在频率信号生成单元24b中，使用90°混合耦合器92(或90°相位偏移器)。原始的合成频率输出信号84a和相位被偏移90°的合成频率输出信号84二者都经由输出单元93被提供给两个开关94a和94b。这两个开关94a和94b的输出被连接到SSB混合器26的两个不同IF输入。利用这两个开关94a和94b，可以选择上变频之后的期望边带。
[0038] 在图6中描绘了频率调谐单元28a的第一实施例。频率调谐单元一般包括第一频率调谐子单元100和第二频率调谐子单元102，它们(通过开关104被切换)轮流提供频率调谐信号44。因此，当第一频率调谐子单元100和第二频率调谐子单元102中的一个正在提供频率调谐信号44时，第一频率调谐子单元100和第二频率调谐子单元102中的另一个正在准备提供频率调谐信号44，即，已经可以调谐到应当由所述另一频率调谐子单元递送的期望频率，例如以便提供连续的线性频率扫描。
[0039] 在图6中所示的简单实施例中，第一频率调谐子单元100和第二频率调谐子单元102被实现为可调谐振荡器，例如，被实现为可调谐VCO。第一频率调谐子单元100和第二频率调谐子单元102中的每一个例如从参考信号源22接收单独的(第三)参考信号52a、
52b(具体是控制电压)来控制第一频率调谐子单元100和第二频率调谐子单元102。
[0040] 可获得频率调谐单元28的其它实施例，例如如图7中所示，其中，描绘了频率调谐单元28b的更详细的实施例。在该实施例中，每个频率调谐子单元100和102被实现为例如如Stelzer，A.；Kolmhofer，E.；Scheiblhofer，S.，“Fast 77GHz chirps with direct digital synthesis and phase locked loop”，Microwave Conference Peoceedings(微波会议学报)，2005，APMC 2005，Asia-Pacific Conference Proceedings(亚洲-太平洋会议学报)，vol.，3，4-7Dec.2005(2005年12月)中所记载的混合式DDS/PLL环路。以调谐子单元100为例，其包括从第三固定频率参考信号52a生成DDS信号120的直接数字式合成器110、将从调谐反馈环路接收的调谐分频器输出信号122的相位与DDS信号120的相位相比较来获得调谐控制信号124的调谐相位检测器111、对所述调谐控制信号124进行滤波的环路滤波器112、基于所述(滤波后的)调谐控制信号来生成所述频率调谐子单元100的所述调谐频率输出信号44a的调谐振荡器(例如VCO)113、以及反馈环路中的将调谐频率输出信号44a进行分频来获得所述调谐分频器输出信号122的调谐分频器114。调谐频率输出信号44a由输出单元115输出，输出单元115例如是分流器，其还将调谐频率输出信号44a提供给反馈环路中的分频器114。
[0041] 这样的混合式结构提供非常线性的高分辨率频率扫描。在该实施例中，为了在频率合成器的输出处具有连续扫描，实现了两个混合式DDS/LLP环路电路，即频率调谐子单元100和102。当一个环路电路正在提供混合单元26的LO输出时，另一电路正在为接下来的扫描做准备。利用开关104，必要的环路电路被选择。取决于该选择，混合单元26的RF输出的较高频带或较低频带、混合式DDS/PLL的扫描方向被确定。
[0042] 在图8至图10中示出频率选择单元30的各种实施例。如果混合单元26包括DSB混合器(其优选如图4中所示被耦接到频率信号生成单元24a的实施例)，则图8和图9中所示的频率选择单元30a和30b的实施例是优选的，而如果混合单元26包括SSB混合器(其优选如图5所示被耦接到频率信号生成单元24b的实施例)，则图10中所示的频率选择单元30c的实施例是优选的。
[0043] 在一个实施例中，图8中示出的频率选择单元30a的实施例包括并联耦接在开关134和136之间的低通滤波器130和高通滤波器132，以用于从由混合单元26中所包括的DSB混合器提供的所述混合器信号46选择较高边带或较低边带。优选地，带通滤波器138被耦接到第二开关136的输出，其中，带通滤波器138覆盖完整的(期望)带宽并且被用来抑制不想要的杂散噪声。带通滤波器138的输出信号随后优选在后处理单元40(例如包括倍增器、放大器和滤波器)中被倍增，被放大并且被滤波。
[0044] 图9中所示的频率选择单元30b的实施例包括滤波器组142，滤波器组142具有并联耦接在开关134和136之间的三个或更多个滤波器，以用于从所述混合器信号46中选择期望频带，在一个实施例中，具体而言用于选择由混合单元26中所包括的DSB混合器所提供的混合信号46的较低边带或较高边带。
[0045] 在一个实施例中，图10中示出的频率选择单元30c的实施例包括带通滤波器144以用于从由混合单元26中所包括的SSB混合器提供的所述混合器信号44中选择期望频带。优选地，带通滤波器覆盖完整的(期望)频带。图像抑制(即对不期望频带的抑制)已经在SSB混合器中完成(在一定程度上完成)。如果更多抑制是必要的，则可以添加另外的滤波器。
[0046] 图11示出图示利用根据本发明的频率合成器(具体而言利用图4或图5中示出的具有三个频率信号生成环路电路60、62和64的频率信号生成单元24a或24b的实施例)来进行的连续线性频率扫描的示图。通过由频率调谐单元28对频率调谐信号44的适当控制，特别是对所述频率调谐信号44的调谐频率的适当控制，可以实现用箭头150示出的极宽带连续扫描。
[0047] 具体地，如图11中所示，可被连续扫描150覆盖的总带宽ftot对应于表示6个频带中的每个频带的带宽的频率差fD的6倍(在低相位噪声混合信号46的倍增之后，带宽甚至会更宽)。这些频带被如下生成(假定使用频率信号生成单元24a的实施例并且在混合单元26中使用DSB混合器)。
[0048] 第一频带151是在第一频率信号生成环路电路60的上变频之后的较低边带。第二频带152是在第二频率信号生成环路电路62的上变频之后的较低边带。第三频带153是在第三频率信号生成环路电路64的上变频之后的较低边带。第四频带154是在第一频率信号生成环路电路60的上变频之后的较高边带。第五频带155是在第二频率信号生成环路电路62的上变频之后的较高边带。第三频带156是在第三频率信号生成环路电路64的上变频之后的较高边带。
[0049] 因此，如果来自第一频率信号生成环路电路60的合成频率输出信号被切换到混合电路26上，则混合信号44覆盖(在频率方向上)彼此之间具有很大间隔的第一和第四频带151和154。结果，对用于滤除期望频带的频率选择单元30中的后续滤波器的要求就不那么严格，即，滤波器曲线可以不像例如已知的频率合成器(其中，如图2中所示，相邻频带之间没有间隔或仅有很小间隔)中那样那么陡峭。
[0050] 可行实现方式中的频率分配的示例可以如下(还是参照参考图11所说明的示例)：假定三个频率信号生成环路电路60、62和64分别具有固定振荡器频率40GHz、45GHz和50GHz。频率调谐信号44是5-10GHz。这意味着：利用第一频率信号生成环路电路60可以生成30-35GHz和45-50GHz的频带151、154，利用第二频率信号生成环路电路62可以生成35-40GHz和50-55GHz的频带152、155，并且利用第三频率信号生成环路电路64可以生成40-45GHz和55-60GHz的频带153、156。因此，可以执行从30GHz到60GHz的频率扫描。
[0051] 优选地，频率调谐单元信号44的扫描对于较低边带(即频带151、152和153)应当在与对于较高边带(即频带154、155和156)不同的方向上。如果倍增因子是16，则频率合成器的输出频率将从480GHz到960GHz。如果频率调谐单元28中使用的DDS以32比特工作，则DDS的参考时钟将具有0.23Hz的分辨率，并且在频率合成器的输出48处，具有368Hz的精细分辨率(在480GHz到960GHz频带中)。
[0052] 图12中示出了频率信号生成单元24c的简单实施例。在该实施例中，频率信号生成单元24c包括三个振荡器72a(具体而言是电介质共振腔振荡器)，振荡器72a生成不同预定频率的具有足够低的相位噪声的合成频率输出信号。这些振荡器因此替换上述实施例中的环路电路60、62和64。
[0053] 应当注意，本发明的设备和方法中所使用的具体元件是公知的。对于像环路滤波器、本地振荡器、相位检测器、混合器和分频器尤其如此。因此，在所提出的频率合成器的实施例中，标准元件可被用于具有所需设置和/或尺寸的那些元件来实现期望的效果。
[0054] 所提出的频率合成器可以合成微波和毫米波频率中的线性连续频率扫描。可生成任何确定性的超宽带频率形状(尤其在优选实施例中可使用DDS中的数字信号生成来生成)。合成频率在较低的和较高的带内偏移频率中具有低相位噪声。频率合成器具有非常精细的分辨率(Hz)，这主要取决于DDS性能。还可以合成多个波形，诸如一次频率的、二次频率的、三次频率的线性调频脉冲或线性频率斜波的确定性偏差。
[0055] 已经在附图和以上描述中详细说明了本发明，但是这样的图示和描述应被认为是说明性的或示例性而非限制性的。本发明不限于所公开的实施例。本领域技术人员在实践所要求保护的发明时，根据对附图、公开和权利要求书的研究，可以理解和实施所公开实施例的其它变形例。
[0056] 在权利要求书中，词语“包括”不排除其它元件或步骤，并且不定代词“一”或“一个”不排除多个。单个元件或其它单元可以完成权利要求书中所记载的若干项的功能。某些措施被记载在相互不同的独立权利要求中的事实并不表明这些措施的组合不能用来受益于本发明。
[0057] 权利要求书中的任何标号不应被理解为是对本发明范围的限制。
