超宽带YIG频率合成技术的研究

论文摘要

频率合成和锁相技术在雷达、通信、遥控遥测和电子对抗等领域已得到广泛的应用。在现代战争中,超宽带、高分辨、高杂波抑制和低相位噪声的频率合成器是电子侦察与对抗系统所期望的。此外,如信号源、频谱仪、网络分析仪等仪器等设备对宽带频率源的要求也越来越高。本文主要对超宽带频率合成技术进行分析和研究。本文首先对频率合成技术的发展进行了概述,而后对包括模拟直接频率合成、数字直接频率合成和锁相环频率合成在内的各种频率合成技术的基本工作原理进行了分析,在此基础上,着重对如何实现超宽带频率输出进行了详细的方案比较和研究。在考虑了实现的复杂度以及应用的通用性灵活性等因素之后,主要对采用YIG（Yttrium Iron Garnet）锁相的方法进行了较深入的分析。最后,在对各种超宽带频率合成技术综合分析和研究的基础上,经过反复的方案比较论证,设计了一个输出频率范围为6-18GHz的超宽带频率合成器。经过测试,相噪以及杂散等指标均满足要求,而温度补偿、宽带稳幅等工作将在后续完成。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题意义及其背景
• 1.2 频率合成技术的发展
• 2 频率合成技术的基本理论
• 2.1 模拟直接频率合成技术
• 2.2 锁相环频率合成技术
• 2.2.1 锁相环路的基本工作原理
• 2.2.2 锁相环路的动态方程和相位模型
• 2.2.3 锁相环路的跟踪特性
• 2.2.4 捕获过程
• 2.2.5 失锁状态
• 2.2.6 锁相环的噪声分析
• 2.3 直接数字频率合成技术
• 2.3.1 DDS的基本原理
• 2.3.2 DDS的特点
• 2.4 混合式频率合成技术
• 3 超宽带频率合成器的实现方法
• 3.1 超宽带频率合成器的实现方案比较
• 3.2 YIG振荡器工作原理
• 4 超宽带频率合成器的设计与实现
• 4.1 超宽带频率合成器的设计指标要求
• 4.2 超宽带频率合成器的设计方案
• 4.2.1 设计框图
• 4.2.2 设计难点
• 4.3 主线圈（粗调）调谐电路的设计
• 4.3.1 粗调电路设计
• 4.3.2 单片机设计
• 4.4 副线圈（细调）调谐电路的设计
• 4.4.1 细调电路设计
• 4.4.2 环路滤波器的设计
• 4.5 温度补偿电路设计
• 4.6 电磁兼容
• 4.7 测试结果
• 4.7.1 相位噪声
• 4.7.2 杂散抑制
• 4.8 结论
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 附录