隨著人民生活水平的提高，私家車持有量在逐年增長。同時隨著消費者對車輛安全性能的提高，防撞雷達系統和自適應巡航系統，已成為中高檔車輛的標準配置。基于防撞雷達系統和自適應巡航系統對近距離測距及測速的要求，系統普遍采用FMCW體制。在車載雷達的實際使用中要求信號具有高頻率、超寬帶的特點，同時為了保證測量精度，一般要求信號源擁有良好的調頻線性度，而傳統的線性調頻信號產生方案卻難以滿足這些要求。因此，本文介紹了一種通過快速改變鎖相環分頻器分頻比，來產生線性調頻信號的頻率綜合器，并對影響其掃描線性度的因素進行了分析。此方法擁有頻率精度高、易于調試以及線性度好等特點，適于用作車載雷達信號源。本文首先甩ADS軟件對系統進行仿真，基于仿真結果，分析了鑒相器頻率對產生信號的調頻線性度的影響。

　　1 頻率綜合器的設計

　　鎖相環電路由參考頻率源、鑒相器、環路濾波器和壓控振蕩器(VCO)4個模塊組成。如圖1所示，如果鎖相環電路用作為頻率綜合器，還需要加入程序分頻器。其輸出頻率fout=Nfr，其中，fr為鑒相器頻率；N為分頻器分頻比。

　　因此，通過改變分頻比N可以控制輸出頻率。編寫程序周期性、線性且快速地改變N的值，便可以得到調頻連續波信號。在ADS中建立仿真模型，如圖2所示。

　　在對模型的仿真中，當N的跳變間隔△t較長時，會得到一條近似階梯狀的掃頻曲線；隨著△t逐漸減小，產生的調頻連續波信號的掃頻曲線也逐漸變得更加光滑，最終接近于直線，這時就能得到一個線性掃頻信號；但隨著△t的進一步降低，調頻曲線的線性度會惡化，如圖3所示。

　　2 鑒相器頻率對調頻連續波線性度的影響

　　我國車載雷達普遍使用頻段為24 GHz，所設計鎖相環頻率綜合源的掃頻范圍為23．875～24．125 GHz，掃頻帶寬為250 MHz，取適當的跳變間隔△t=2μs，環路帶寬為250 kHz。由于對于鑒相頻率分別為1 MHz，5 MHz以及10 MHz的情況進行了仿真。仿真結果如圖4～圖6所示。

　　從仿真結果中的對比看出，調頻信號的精度較高，同時隨著鑒相器頻率的升高，頻率從起振到鎖定時間在減少，頻率極值點處的峰值過沖逐漸變小。

　　在FMCW雷達中，調頻線性度定義為　　

　　式中，fcmax為掃頻過程中的實際頻率值與理想值間的最大頻差；B為掃頻帶寬。由于在應用中只關心調頻鎖定后的線性度，而且從圖中可以看出，頻率鎖定后，fcmax出現在極值點附近，所以只計算從150～350μs這段區間內的調頻線性度。鑒相器頻率分別為1 MHz、5 MHz和10 MHz時的調頻線性度如表1所示。

　　表1中可以看出，隨著鑒相頻率的升高，調頻線性度也在不斷被優化。

　　3 結束語

　　本文介紹了一種通過快速改變鎖相環分頻比N的方法產生線性調頻信號的頻率綜合器。并用ADS軟件對模型進行了仿真和分析。

　　仿真結果表明，通過快速改變鎖相環分頻器的分頻比，能夠得到精度與線性度都較好的線性調頻頻信號。當選取適當的分頻比N的跳變間隔時，隨著鑒相器頻率的升高，頻率極值點處的峰值過沖逐漸變小，調頻線性度也得到了優化。