低相噪锁相介质振荡器研究

针对高的相位噪声指标要求,对取样锁相介质振荡器进行了研究.通过相位噪声分析,明晰了采用介质振荡器与取样锁相技术降低相位噪声的机理,并分别对介质振荡器与锁相环路进行了设计.设计中,应用HFSS与ADS对介质振荡器进行了联合仿真,体现了计算机辅助设计的优势.最终研制出17 GHz锁相介质振荡器,测试结果为:输出功率13.1 dBm;杂波抑制>70 dB;谐波抑制>25 dB; 相位噪声为-105 dBc/Hz@1 kHz,-106 dBc/Hz@10 kHz,-111 dBc/Hz@100 kHz,-129 dBc/Hz@1 MHz.     

Ku波段低相噪锁相介质振荡器

应用取样锁相技术对Ku波段低相噪锁相介质振荡器进行了研究,对取样锁相技术的工作原理和电路特性进行了分析,阐述了取样锁相环路的设计过程.对制成的实物进行了测试和调试,取得了预期的相位噪声指标.实验结果表明,该取样锁相源的频率为17GHz,输出功率≥10dBm,杂波抑制比≥70dBc,相位噪声-103dBc/Hz@1kHz, -107dBc/Hz@10kHz, -110dBc/Hz@100kHz, -128dBc/Hz@1MHz.     

基于取样鉴相器的谐波混频低相噪PDRO设计

基于取样鉴相器设计了一款低相位噪声的谐波混频锁相介质振荡器(HMPDRO)。利用取样鉴相器中的阶跃二极管和肖特基混频二极管并联结构构建了谐波混频器。采用陶瓷介质振荡器(DRO)来保证载波较低的远端相位噪声。该电路在载波14.01GHz相位噪声分别为-109.8dBc/Hz@1kHz、-112.0dBc/Hz@10kHz、-113.5dBc/Hz@100kHz、-144.7dBc/Hz@1 MHz,杂波抑制80dBc。     

低相位噪声微波频率源的研究

通过对微波频率源相位噪声的分析,针对一个C波段微波频率源低相位噪声的要求,对比分析了直接倍频、数字锁相以及高频鉴相之后再倍频三种方案之间的相位噪声差别。最终得出采用直接在超高频(UHF)波段对输入信号进行模拟鉴相并锁定之后再倍频才能达到所要求的相位噪声指标。对制成的样品进行了测试,取得了预期的相位噪声指标。该C波段微波频率源的相位噪声可以达到:≤-120 dBc/Hz@1 kHz,≤-125 dBc/Hz@10 kHz,≤-130dBc/Hz@100kHz,≤-140 dBc/Hz@1 MHz。直接在UHF波段进行高频鉴相的技术,通过提高鉴相频率大幅降低了微波锁相频率源的相位噪声。     

ADF4111在锁相式频率源中的应用

为了得到射频接收机中稳定的频率源,设计了一种以ADF4111为核心的锁相式频率源,采用单片机进行控制。介绍了锁相环芯片ADF4111的基本结构、工作原理及其编程控制过程,同时介绍了环路滤波器和压控振荡器的设计。测试表明该频率源的工作频率为754 MHz～764MHz,频率步进为100kHz,相位噪声优于-90dBc/Hz@10kHz、-110 dBc/Hz@100kHz,输出功率为6dBm。     

Ku波段介质锁相抗振频率源研制

提出了一种混频介质锁相的方案,对Ku波段的发射信号进行一次混频锁相得到Ku波段的本振信号,实现了本振信号与发射信号的相位同步。电路设计采用了低噪底鉴相芯片和自主设计的低相噪Ku波段介质压控振荡器(DRVCO)。结构设计中充分考虑抗振动性能,并用ANSYS软件对结构进行力学仿真,达到很好的抗振动效果,组件外形尺寸为110mm×65mm×13mm。测试结果表明,静态下该Ku波段频率源输出功率12dBm,杂波抑制比≥70dBc,相位噪声-91dBc/Hz/@1kHz,-105dBc/Hz@10kHz;振动条件下1kHz、10kHz处相位噪声恶化不超过3dB。     

一种L频段快速跳频频率合成器的设计和实现

结合数字式频率合成器(DDS)和集成锁相环(PLL)各自的优点,研制并设计了以DDS芯片AD9851和集成锁相芯片ADF4112、4106构建的高分辨率、低杂散、宽频段频率合成器,并对该频率合成器进行了分析、仿真和试验,从仿真和实际测试结果看,该频率合成器达到了设计目标。该频率合成器能在L波段上实现每赫兹频率步进,相位噪声能满足-73dBc/Hz@1kHz、-83dBc/Hz@10kHz、93dBc/Hz@10kHz,杂散优于-60dBc,频率转换速度优于为50μs。     

C波段介质振荡器的研究与设计

利用负阻原理设计了5.9 GHz介质振荡器（DRO）,采用HFSS软件对介质谐振块（DR）进行三维仿真,应用Agi-lent公司的ADS软件对DRO进行了优化设计和非线性分析,用该方法制作的并联反馈式DRO性能良好,输出功率为10 dBm,相位噪声达到-100 dBc/Hz@10 kHz,-124 dBc/Hz@100 kHz。     

一种C波段低相噪锁相频率源的研制

提出了一种采用同轴介质谐振压控振荡器(CDRVCO)模式的锁相频率源设计方案,利用其低相噪、高Q值和高频率稳定度的优点,通过对锁相源合理的电路设计、仿真与实验,研制了一款C波段低相噪、单点频率为7 850 MHz的频率源。对样品的测试表明该频率源达到了预期的技术指标,测试结果为:工作频率为7 850 MHz时,相位噪声为-96dBc/Hz/1kHz、-98dBc/Hz/10kHz、-120dBc/Hz/100kHz、-143dBc/Hz/1MHz,近端参考杂散抑制>-95dBc。     

一种钽酸锂压控振荡器的设计与实现

该文使用具有低电容比、宽调谐范围的钽酸锂晶体设计了一巴特勒共基低相位噪声压控振荡器,此设计在寻求高有载品质因数QL的同时保持了振荡器的输出功率。使用的钽酸锂晶体的无载品质因数Q0约为1.24×103,其频率为10.727MHz。设计出的巴特勒振荡器QL≈33%Q0,输出功率约为11dBm。不加压控的情况下,实际测得该振荡器的相位噪声结果为-85dBc/Hz@10 Hz和-145dBc/Hz@1kHz。在此基础上,增加一变容二极管作为压控元件设计了钽酸锂压控振荡器,在2~10 V范围内,测得控制电压压控斜率约为86.6×10-6/V,相位噪声测试结果优于-82dBc/Hz@10Hz和-142dBc/Hz@1kHz,实现了具有宽调谐范围的低相位噪声钽酸锂振荡器的设计。     

六毫米波段注入锁定振荡器

本文描述一种六毫米波段注入锁定振荡器.该振荡器由耿管振荡器、环行器、锁相参考源组成,耿管振荡器采用背腔式稳频和谐振帽电路结构,输出端经环行器与高稳定度锁相源连接.注锁振荡器的输出功率大于60mW,振荡频率为46.1GHz,偏离载频10kHz处,单边带(SSB)相位噪声≤-71.7dBc/Hz,杂波≤-40dB.     

99IEEEMTT-S国际会议中有关振荡器、倍频器、分频器以及变频器的报道

据99IEEEMTT-S国际微波会议报道,有关振荡器的论文共有10篇,其中5篇为毫米波频率,5篇为微波频率。主要内容为:采用SiGeHBT(fT=70GHz,fmax=95GHz)的47GHz振荡器,输出功率为13.1dBm,相位噪声为-99.3dBc/Hz@100kHz;采用倒装工艺的GunnDiode60GHz振荡器,输出功率为15.4dBm,相位噪声为-87.67dBc/Hz@100kHz;采用PHEMT(fT=100GHz,fmax>200GHz)的77GHz振荡器,可变频率范围达到2GHz;此外还发表了邻近寄生干扰在50dBc以下的20GHz分谐波(Subharmonic)注入同步振荡器;使用MESFET的C波段高功率附加效率振荡器(43%@Vd=1.9V,36%@Vd…     

基于高次谐波体声波谐振器的微波振荡器设计

基于高次谐波体声波谐振器(HBAR)的高品质因数(Q)值和多模谐振特性,设计了Colpitts和Pierce两种形式的微波振荡器。采用HBAR与LC元件组成谐振回路的方法,与放大电路构成反馈环路直接基频输出微波频段信号。Colpitts振荡器输出信号频率为980 MHz,信号输出功率为-4.92dBm,信号相位噪声达-119.64dBc/Hz@10kHz;Pierce振荡电路输出信号频率达到2.962GHz,信号输出功率为-9.77dBm,信号相位噪声达-112.30dBc/Hz@10kHz。     

基于双环X波段低相噪频率合成器的设计与实现

基于相位噪声特性,对数字锁相式频率合成器进行了研究和分析。在对比传统单环锁相技术的基础上,介绍了一种双环技术的X波段低相噪锁相式频率合成器。在满足小频率步进、低杂散的情况下,设计所得到的X波段频率合成器其绝对相位噪声≤-100 dBc/Hz@1 kHz。     

基于多环锁相宽带细步进频率合成器的设计

为了满足宽频段、细步进频率综合器的工程需求,对基于多环锁相的频率合成器进行了分析和研究。在对比传统单环锁相技术基础上,介绍了采用DDS+PLL多环技术实现宽带细步进频综,输出频段10~13 GHz,频率步进10 kHz,相位噪声达到-92 dBc/Hz@1 kHz,杂散抑制达到-68 dBc,满足实际工程应用需求。     

低噪声整数频率合成芯片的设计

设计了一个锁相环频率合成芯片。该芯片集晶体振荡电路、鉴频鉴相器、电荷泵、分频器、低通环路滤波器和压控振荡器(VCO)等电路于一体。详细分析了频率综合器中的各个关键模块,利用MATLAB软件优化环路参数,简化了电荷泵、VCO和片内环路参数的相关设计。最后,给出了芯片照片和流片测试结果,验证了设计方法和电路设计的正确性。该芯片在0.35μm CMOS工艺下进行了流片,测试结果表明,电源电压3 V,电流25 mA,芯片面积为5.4 mm2(3 000μm×1 800μm)。输出频率0.8~1.2 GHz,步进50 MHz,单边带相位噪声优于-106 dBc/Hz@1 kHz,-106 dBc/Hz@10 kHz,-115 dBc/Hz@100 kHz,-124 dBc/Hz@1MHz,-140 dBc/Hz@10 MHz。     

一种星载可配置输出频率的X波段载波源

针对国内星载数传发射机无法实现载波频率灵活可变的问题,提出了一种可配置输出频率的载波源方案。采用现场可编程门阵列(FPGA)和数模转换器(DAC)相结合,实现参考频率高精度可变且灵活配置锁相环(PLL)中鉴相器的鉴相频率,使载波源输出频率可程控配置。实测结果表明,载波源可实现任意配置X波段8.025～8.4 GHz的输出中心频点,相位噪声优于-66 dBc/Hz@100 Hz、-75 dBc/Hz@1 kHz 、-80 dBc/Hz@10 kHz、-95 dBc/Hz@100 kHz、-120 dBc/Hz@1 MHz,杂散抑制度优于-74 dBc,频率分辨率小于10 Hz。相关电路替代专用直接数字频率合成(DDS)芯片的功能,能适应空间应用环境。     

低相噪捷变频毫米波频率源的研制

基于整数和小数分频锁相原理,采用双锁相源+混频方案,实现了一种可用于毫米波雷达系统的低相噪、小步进、捷变频毫米波频率源。实测结果表明:该频率源产品在31.0~32.5GHz频带范围内,相位噪声可达-90dBc/Hz@1kHz,跳频时间小于10μs,跳频步进100kHz,最低杂散抑制低于-60dBc。     

一种低相位噪声的毫米波压控振荡器

基于推推振荡器结构设计了一种低相位噪声的毫米波压控振荡器,相比传统采用直接振荡和倍频实现的振荡器,该振荡器具有体积小、相位噪声低及电路简单等优点.振荡器中的谐振电路采用多级串联谐振,电感采用微带线的形式,提高了谐振器的品质因数,进而降低了振荡器的相位噪声,且在谐振电路通过微带耦合方式实现了基频输出.基于GaAs异质结双极晶体管(HBT)工艺对振荡器进行了设计和流片,芯片尺寸为1.8 mm×1.4 mm.在5V工作电压和0～13 V调谐电压条件下,振荡器的输出频率为42.1～46.2 GHz,电流为120 mA,输出功率为1 dBm,1/2次谐波抑制大于15 dB,相位噪声为-60 dBc/Hz@10 kHz、-85 dBc/Hz@100 kHz和-105 dBc/Hz@1 MHz.     

双频输出介质振荡器设计

利用负阻振荡的工作原理,使用ADS和HFSS仿真软件对K波段介质振荡器进行了仿真设计,加工并进行了测试,同时设计了一个双工器,使基波和谐波分别从两个端口输出。通过实测结果可以看出,双工器很好地起到了隔离作用。介绍了介质振荡器设计的重点,阐述了双工器的工作原理,分析了介质谐振器和微带线耦合的等效电路,最后给出了介质振荡器(DRO)的实测结果:在基波输出端口,输出功率为6.75 dBm,二次谐波抑制度为23 dBc,相位噪声为-96.28 dBc/Hz@100 kHz;在谐波输出端口,输出功率为1.86 dBm,基波抑制度为23 dBc,相位噪声为-87.65 dBc/Hz@100 kHz,达到很好的分离作用,达到预期效果。