一种可调频的微波信号源装置
阅读说明：本技术 一种可调频的微波信号源装置 (Frequency-adjustable microwave signal source device ) 是由 卢光宝 梁泉 冯传博 于文泽 于 2021-08-27 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种可调频的微波信号源装置,其包括依次连接的直流电源、调频辅助电路模块、VCO锁相环芯片、前级阻抗匹配模块、放大器、后级阻抗匹配模块、发射天线；采用以上技术方案实现VCO锁相环芯片与放大器之间的阻抗匹配,后级阻抗匹配模块既消除干扰,也实现了放大器与发射天线之间的阻抗匹配,实现高频信号段作为信号源,可自定义信号频率,频率范围在1.1G-2.2G。(The invention relates to a frequency-adjustable microwave signal source device, which comprises a direct-current power supply, a frequency modulation auxiliary circuit module, a VCO phase-locked loop chip, a preceding-stage impedance matching module, an amplifier, a rear-stage impedance matching module and a transmitting antenna which are connected in sequence; by adopting the technical scheme, the impedance matching between the VCO phase-locked loop chip and the amplifier is realized, the impedance matching module at the later stage not only eliminates interference, but also realizes the impedance matching between the amplifier and the transmitting antenna, and the high-frequency signal section is used as a signal source, so that the signal frequency can be defined by user, and the frequency range is 1.1G-2.2G.)
技术领域
本发明涉及高频信号传输领域，具体涉及了一种可调频的微波信号源装置。
背景技术
随着科技的不断发展与进步,我们进入了数字化时代,产品的数字化已是大势所趋。信号发生器在电路实验和生产实践中具有十分广泛的应用。例如在通信、广播、电视系统中，都需要射频（高频）发射，这里的射频波就是载波，把音频（低频）、视频信号或脉冲信号运载出去，就需要能够产生高频的信号源。在工业、农业、生物医学等领域内，如食品加热、解冻、杀菌、干燥、污水处理、矿石脱硫、陶瓷烧结、冶金、橡胶硫化、核磁共振、超声诊断等，都需要功率大、频率高的信号发生器。
现有的高频信号发生器都是机械式的,频率的调节由机械电位器来完成,由于机械电位器是有接触性的,寿命短,且调节精度不高。由于是高频电路的信号源，信号在电路传输过程中会受到干扰，往往输出信号会产生畸变、衰减、离散、稳定性差等现象，特别是在传输环节很容易受到电磁场干扰，如果电路的阻抗匹配较好则会减少这种现象的发生。一般而言，传统求解阻抗匹配的参数时，均需对传输线路的特征阻抗通过二阶偏微分方程求解，并要对其不断进行试验以达到理想信号。这种方式达到理想信号的难度较大且耗费大量的时间。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种传输线中心点接地实现等电位输出信号，实现完美阻抗匹配，减少阻抗匹配对电路带来的影响的可调频的微波信号源装置。
本发明的一种可调频的微波信号源装置采用以下技术方案，其包括依次连接的直流电源、调频辅助电路模块、VCO锁相环芯片、前级阻抗匹配模块、放大器、后级阻抗匹配模块、发射天线；所述直流电源输出端连接调频辅助电路模块的输入端；所述VCO锁相环芯片的引脚1连接调频辅助电路模块的输出端，VCO锁相环芯片的引脚3连接限流电路，VCO锁相环芯片的引脚5连接所述前级阻抗匹配模块的输入端，VCO锁相环芯片的引脚2、4、6、7、8接地；前级阻抗匹配模块的输出端连接所述放大器的输入端，放大器辅助电路输出端连接放大器的输入端；放大器的输出端连接后级阻抗匹配模块的输入端，后级阻抗匹配模块的输出端连接发射天线；所述前级阻抗匹配模块包括：微带一、微带二和可变电容；所述VCO锁相环芯片的引脚5分别连接所述微带一和微带二的输入端，微带二的输出端连接可变电容的输入端，微带一的输出端和可变电容的输出端连接放大器的输入端，微带一的中心点接地；所述后级阻抗匹配模块包括电容和电感，所述电容和电感并联。
进一步，所述调频辅助电路模块包括分压调压模块、旁路电容和π型滤波模块，所述直流电源输出端连接所述分压调压模块的输入端，分压调压模块的输出端连接所述π型滤波模块输入端，π型滤波模块输出端连接VCO锁相环芯片的引脚1，所述分压调压模块通过旁路电容接地。
进一步，所述放大辅助电路包括发射功率储能元、三级滤波模块、VCC电源，所述VCC电源、三级滤波模块、发射功率储能元依次连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、采用前级阻抗匹配模块即双微带传送信号，其中一个微带中心点接地，实现VCO锁相环芯片与放大器之间的阻抗匹配，后级阻抗匹配模块既消除干扰，也实现了放大器与发射天线之间的阻抗匹配，实现高频信号段作为信号源，可自定义信号频率，频率范围在1.1G-2.2G；
2、采用调频辅助电路模块，给直流电源调压、滤波。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，在附图中：
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例阻抗匹配示意图；
图3为本发明实施例不同温度下信号源功率曲线图。
具体实施方式
参见图1所示，本发明包括包括依次连接的直流电源10、调频辅助电路模块20、VCO锁相环芯片30、前级阻抗匹配模块40、放大器50、后级阻抗匹配模块60、发射天线70；所述直流电源10输出端连接调频辅助电路模块20的输入端；所述VCO锁相环芯片30的引脚1连接调频辅助电路模块20的输出端，VCO锁相环芯片的引脚3连接限流电路30，VCO锁相环芯片30的引脚5连接所述前级阻抗匹配模块40的输入端，VCO锁相环芯片30的引脚2、4、6、7、8接地；前级阻抗匹配模块40的输出端连接所述放大器50的输入端，放大器辅助电路80输出端连接放大器50的输入端；放大器50的输出端连接后级阻抗匹配模块60的输入端，后级阻抗匹配模块60的输出端连接发射天线70；所述前级阻抗匹配模块40包括：微带一42、微带二41和可变电容43；所述VCO锁相环芯片的引脚5分别连接所述微带一42和微带二41的输入端，微带二41的输出端连接可变电容43的输入端，微带一的输出端42和可变电容43的输出端连接放大器50的输入端，微带一42的中心点接地；所述后级阻抗匹配模块60包括电容和电感，所述电容和电感并联。
本实施例的进一步改进，所述调频辅助电路模块20包括分压调压模块21、旁路电容23和π型滤波模块22，所述直流电源10输出端连接所述分压调压模块21的输入端，分压调压模块21的输出端连接所述π型滤波模块22输入端，π型滤波模块22输出端连接VCO锁相环芯片30的引脚1，所述分压调压模块21通过旁路电容23接地。
本实施例的进一步改进，所述放大辅助电路80包括发射功率储能元81、三级滤波模块82、VCC电源83，所述VCC电源81、三级滤波模块82、发射功率储能元83依次连接。
参见图2和图3所示，本发明的工作原理：采用前级阻抗匹配模块即双微带传送信号，其中一个微带中心点接地，则前级阻抗匹配模块前的负载电阻为，微带一的电阻为，微带二的电阻为，前级阻抗匹配模块后的负载电阻为，在此电路中，忽略传输线电阻时，当时，此时前级阻抗匹配模块后的负载电阻上可以获得最大功率。加入微带电阻时，负载电阻与信号源的内阻便不相同。当在微带中心点接地时，则在传输线中心点的电位为0，负载电阻上的电阻为，信号源内阻为，此时负载内阻与信号源内阻一致，达到匹配条件，实现VCO锁相环芯片与放大器之间的阻抗匹配，后级阻抗匹配模块既消除干扰，也实现了放大器与发射天线之间的阻抗匹配，实现高频信号段作为信号源，可自定义信号频率，频率范围在1.1G-2.2G。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。