微波多点频高次倍频低相噪本振源研究

论文摘要

频率源是决定电子系统性能的关键部分，随着国防、航空航天和无线通信技术的发展，电子系统对频率源的相位噪声，杂散，分辨率以及变频速度等性能的要求也越来越高，高性能频率源成为现在研究的热点。本文设计的微波多点频高次倍频低相噪本振源是一个宽带低相噪低杂散高性能频率源的关键部件之一，包括L波段和C波段两部分，用在锁相环回路中两级下变频，实现宽频带和超低相位噪声。本文首先介绍了几种常用的频率合成技术，比较分析各种方法的特点，根据指标要求确定实现方案。L波段多点频本振源采用提取放大器的谐波的方式实现，而C波段多点频本振源则是由梳状谱发生器实现。倍频电路中本文详细介绍了梳状谱发生器的设计，对影响梳状谱发生器性能的各因素进行仿真分析，选频放大电路中详细介绍了SIR滤波器的设计和消除放大器自激的方法。由于这两个模块用在锁相环路中，杂散都将被环路滤波器滤除，因此对杂散抑制要求不高，本文设计的两个倍频源的关键指标是相位噪声。测试结果显示L波段倍频源的输出功率为13dBm，功率平坦度为1.5dB，相位噪声优于-120dBc/Hz@10kHz。在采用相噪优于-160dBc/Hz@10kHz的100M晶振时C波段倍频源的输出相杂也可以达到-120dBc/Hz@10kHz。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 微波频率合成技术
• 1.1.1 微波定义及应用
• 1.1.2 频率合成技术概述
• 1.2 频率源国内外发展动态
• 1.3 本论文工作
• 第二章 基本理论
• 2.1 倍频基本原理
• 2.2 倍频器分类及特点
• 2.2.1 非线性电阻倍频器
• 2.2.2 非线性电抗倍频器
• 2.3 阶跃恢复二极管倍频器
• 2.3.1 阶跃恢复二极管特性
• 2.3.2 阶跃恢复二极管脉冲发生电路
• 2.3.3 阶跃恢复二极管倍频效率
• 2.4 倍频器噪声来源及不稳定性分析
• 第三章 C 波段本振源设计
• 3.1 本振源指标要求及方案论证
• 3.2 梳状谱发生器设计
• 3.2.1 低通匹配和偏置电路
• 3.2.2 梳状谱发生器电路仿真
• 3.3 开关选频滤波电路设计
• 3.3.1 滤波电路
• 3.3.2 开关选频电路
• 3.4 结果测试及分析
• 3.4.1 C 波段倍频模块实物
• 3.4.2 测试结果
• 第四章 L 波段本振源设计
• 4.1 指标及方案
• 4.2 倍频链路设计
• 4.3 选频滤波电路
• 4.3.1 SIR 滤波器设计
• 4.3.2 开关选频放大电路
• 4.3.3 放大器的自激
• 4.4 测试结果及分析
• 第五章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 硕士期间研究成果