学海网

Ku波段电调介质振荡器研制，硕士学位论文，共66页。
摘 要
近年来,釆用介质谐振器作为稳频器件的电调介质振荡器凭借其体积小、Q值高以及成本低等优势受到了研究者更多的重视。本文过对比各类电调介质振荡器的特点及其相关工作原理,采取串联反馈电路形式实现了一种低相位噪声的电调介质振荡器的设计和制作。
论文首先介绍了电调介质振荡器的研究背景、意义以及电路原理,然后对电调介质振荡器的电路设计方法进行了详尽的阐述,其中提出了改善电调介质振荡器相位噪声性能的几种方法。本文还对该设计的各部分子电路进行了 CAD仿真,结合仿真结果优化了电路版图设计。最后,按照本文的设计思路制作出电调介质振荡器的产品样机,并对结果进行了讨论分析,提出了样机现存的一些问题和几点解决措施。
测试结果表明,本文设计的Ku波段电调介质振荡器的输出频率为12GHz,相位噪声在偏离载频100kHz时达到了-96.16dBc/Hz,性能已达到国内先进水平。
该电调介质振荡器具有相噪低、体积小及温度稳定性髙等特点,可广泛应用于发射机、频率合成器、接收机本振源等各种电子设备中,具有较高的工程应用价值。
关键词:介质谐振器,电调振荡器,相位噪声

1绪论
弓f言
频率源是射频及微波电-了?系统的心脏,是决定电了系统性能的关键部件。随着现代雷达和电了?对抗设备等电子系统对微波频率源提出了愈来愈高的要求,通过锁相技术得到高质量、纯净微波信号的微波锁相频率源技术也得到了很大的发展。本文要介绍的电调振荡器正是微波锁相源巾的核心部件,木章将首先介绍微波固态源的应用背景,然后对国内外微波固态源,特别是电调振荡器的研究状况进行简要概述,最后对本课题研究的意义及其应用前景进行阐述。
1.1电调介质振荡器的研究背景和意义
按照目前国际上的惯例,我们将从300MHz至3000GHz这个频段范围的电磁波定义为微波,相对应的波长为1米至0.1毫米。更精确地,按照频率范围划分,微波又可以分为:频率300MHz到3GHz为分米波、频率从3GHz到30GHz为厘米波、频率从30GHz到300GHz为毫米波以及频率从300GHz到3000GHz为亚毫米波这四个频段⑴。近年来,无论是军用还是民用领域,对信息量传输的人小要求越来越人,因此对传输带宽的要求也越来越高,无线电系统所涵盖的频率也从射频飞速发展到了今天的微波甚至毫米波波段。随着微波毫米波系统的应用越来越广泛,在日新月异的新材料、新器件的支撑下,微波毫米波固态器件也在这近二十年间取得了很大的进展,越来越向小型化、低功耗、低成本的方向迈进。
众所周知,无线电超外差发射和接收技术正是雷达技术中微波通道的主要部分,而频率源乂是这部分的核心器件。雷达系统的关键指标,诸如接收灵敏度和发射功率的纯净度都跟频率源的指标好坏紧密相关,作为微波系统的心脏,近年来研究者对频率源指标的提高付诸了巨大的努力。想要改善微波固态源的相位噪声和长期工作稳定性,现代工程师常常采用闭环自动控制的锁相环(Phase Locked Loop,简称PLL)技术。区别于直接数字合成(DDS),我们通常将锁相环的频率合成方法称为间接频率合成。上世纪三十年代,Bellescize首次提出了同步检波理论,并且公 发表了关于锁相环路的详细描述但是由于技术复杂以及较高的成本,锁相环技术最 始主要应用在航天领域,以及性能要求较高的精密测量仪器和无线通信设备方面。到了七十年代,随着集成电路技术的大规模发展,市面上逐渐出现了集成的锁相环路器件,如通用单片集成锁相环路以及多种专用集成锁相环路,锁相环路逐渐演变成易于使用并且低成本的多功能组件。锁相环路最主要的优点是它具有良好的窄带跟踪特性,可以很好的选择所需频率的输出,频率覆盖范围较宽,杂散抑制也很好,有利于模块电路的集成化和小型化,其缺点是频率步进和跳频时间相互制约,不易于电路设计。锁相环由三
.......