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。     

一种基于倍频技术的低相噪X波段频率源设计

为得到低相噪的X波段微波信号,运用微波倍频技术的原理设计了一种频率源。分别针对双极晶体管和场效应管倍频电路进行了具体分析和工程调试。最终完成的频率源实现了低相噪性能,相噪指标为-87 dBc@100 Hz,-102 dBc@1 kHz,-110 dBc@10 kHz。测试结果表明倍频电路除损失理论上的相位噪声外,基本不附加噪声。     

95GHz低相噪锁相源技术研究

基于毫米波锁相源相位噪声理论,明确指出采用低相位噪声的微波频率源可以有效改善毫米波锁相源相噪指标。利用低相位噪声的微波倍频源,结合谐波混频方式,设计出95GHz低相位噪声锁相频率源。测试结果表明,其相位噪声可以低至-90.44dBc/Hz@10kHz,验证了该设计方案的可行性。     

基于100 MHz晶体振荡器的再生二分频低相位噪声点频源研究

低相噪时钟在电子系统中往往作为参考或者相位参考信号,在系统中起着“心脏”的作用。电子系统比如高速采样测试系统、低噪声合成频率源、雷达系统以及高频时钟同步系统都要求其内部参考源向高频化的方向发展,但是系统中又会用到低频同源时钟信号。为了系统降低复杂性,需要将高频时钟信号进行变换得到所需低频时钟信号。针对传统下变频会引入交调组合杂散,数字分频噪底不够低等传统的低频信号实现方式的缺陷。本文提出了一种基于100MHz晶体振荡器的再生二分频技术的低相噪50MHz信号产生方法。实际测试结果表明,在偏离载波频率几十KHz以内,相位噪声基本按理论值优化;同时,在偏离载波频率100KHz及其以外,相位噪声的噪底达到了-175dBc。实验证明,该种技术方式是确实可行的,具有非常重要的实用价值。     

基于晶振倍频鉴相的C波段低相噪频率源设计

针对数字锁相技术相位噪声的构成和特性进行了探讨与研究,并在对比传统单环锁相方案的基础上,介绍了一种基于晶振倍频信号作为参考进行鉴相的低相噪频率合成器。经测试,传统锁相方案在输出6 480 MHz时,相位噪声为?109.1d B/Hz@10 k Hz。而本文设计的低相噪频率源在使用同样的参考晶振、锁相环芯片以及压控振荡器的情况下,输出相同频率时,相位噪声相比传统方案改善了约8 d B。     

Ka波段低相噪锁相倍频源设计

在通信系统中,频率源的相位噪声和频率跳变时间对系统的指标有重要影响。为了满足通信系统性能日益提高的需要,设计了一种低相噪快速跳变频率源。分析了各种频率源信号产生方式的优缺点,使用AD公司的鉴相器和国产定制VCO,采用锁相方式产生大步进和小步进2种信号,混频得到Ku波段信号,倍频滤波得到Ka波段信号。详细分析了各项指标的设计,仿真了锁相源的相位噪声和跳频时间,讨论了影响杂散的因素及解决办法。测试结果表明,该频率源输出频率范围为30~31 GHz,跳频时间为22μs,相位噪声为-97.0 d Bc/Hz@10 k Hz,达到同类产品较高水平。     

基于光延时的相位噪声测量系统研制

基于光纤延时构建相位噪声测量系统。基于微波光 子链路相噪测量的基本原理,建立了完整的理论模型;研制了伺服电路并搭建测量平台, 实验验证了测量数 据的正确性。为提高测量系统的灵敏度,采用优化微波光子链路的噪声系数来降低测量系统 远载频噪底,使用高线性度光电 探测器(PD)与低相噪放大器来降低1/f噪声的寄生效应以及测量系统的近 载频噪底,最终实现高灵敏相噪测量系统,X波段噪 底在1kHz频偏处接近－130dBc/Hz,10kHz频偏接近－145dBc/Hz。     

低相位噪声微波振荡器设计

针对Ka和Ku波段上、下变频装置对微波振荡器低相位噪声和小型化的要求,该文采用单环锁相式频率合成技术完成了微波振荡器的设计,并对锁相环的相位噪声进行了理论计算。分析了鉴相频率、鉴相器灵敏度和环路带宽对锁相环输出相位噪声的影响,根据分析结果对微波振荡器电路参数合理选择,同时兼顾了低相位噪声与小型化的设计要求。测试结果表明,振荡器的相位噪声指标与理论计算一致,各项指标均达到要求,可满足实际工程应用。     

低相噪毫米波源的研制

介绍了一种毫米波低相噪源的设计方法,采用PDRO和倍频电路方案,对本微波源的相位噪声和频率稳定度进行了分析,并简要介绍了PDRO的设计,对研制成的实物进行了测试,达到了设计要求的指标。该毫米波源的相位噪声≤-95dBc/Hz@10kHz,频率稳定度Δfout/fout≤1×10-8,杂波抑制比rs≤-75dBc。该毫米波源具有相位噪声低、体积小、Q值高、频率温度稳定性好等优点,具有广阔的应用前景。     

Ku波段低相噪频率源的研制

阐述了Ku波段低相噪锁相频率源的研制过程。在低输入参考频率10 MHz的情况下,输出高达11.8 GHz的点频信号,倍频恶化达到61 dB,如何实现从10 Hz~1 MHz频偏范围内各点的相位噪声指标要求是需要攻克的技术难题。具有超低相噪基底的模拟鉴频鉴相器件HMC440的应用为该项目的成功研制奠定了坚实的基础。     

数字信号处理在雷达相噪测量中的应用

随着通信和雷达的发展,脉冲信号的相位噪声成了影响整个系统性能的重要因素之一,采用传统模拟相位检波法测量脉冲信号相位噪声是一个非常大的挑战,因为这样的测试系统非常复杂,并且在测量相位噪声之前需要非常繁琐的校准程序,先进的正交数字相位解调和幅度解调技术能很好地解决这个问题。采用正交数字相位解调和幅度解调技术的系统不需要相位检波器和复杂的校准程序,利用极低噪声的参考源和互相关技术,提高了系统动态范围和测量灵敏度,实现了一键式精密测量脉冲相位噪声和调幅噪声。     

X波段低相噪合成频率源设计

利用阶跃恢复二极管的强非线性特征和50MHz参考源,设计出一种高效率微波梳状发生器基准信号源,并通过此信号源采用谐波双混频合成法研制出低相噪、高杂散抑制的X波段跳频频率源。主要性能参数实测结果为:输出频率7.6～8.5GHz,频率跳频间隔50MHz,相位相噪≤-105dBc/Hz/1kHz、杂散抑制≤-60dBc。     

基于级联式偏置锁相环的低相噪宽带频率合成器*

为提高锁相环的相位噪声性能,本文设计了一种级联式偏置锁相环来实现宽带低相噪频率合成器,通过理论分析得到其相位噪声模型,证明了该技术能够有效地降低锁相环路中鉴相器的噪声基底,并且混频交互调产生的所有杂散可由环路滤波器抑制,从而将窄带高频谱纯度信号扩展为宽带高频谱纯度信号。基于该技术提出了2GHz ~5GHz 的低相噪宽带频率合成器方案,并对其相位噪声指标进行了分析。理论与实验结果表明,相比于传统的小数分频式锁相环方案,该方案的带内相位噪声有明显改善。     

微波放大器Rn-Gn模型噪声参数的准确提取

对微波放大器Rn—Gn噪声模型以及噪声参数的提取方法进行了研究,自行研制了精密的阻抗变换器,组建了一套新的噪声系数测量系统,采用加权最小二乘法准确提取出放大器的噪声参数。实验测量结果稳定、可靠,在不同频点下可以得到包括最小噪声系数在内的四个噪声参数,并节省了测量时间,为微波低噪声放大器的设计提供了更加可靠的基础数据。     

微波光子链路中的附加相位噪声分析

针对模拟微波光子链路中附加相位噪声对微波信号相位噪声的恶化问题,详细研究了光链路中白噪声及有色噪声的产生机理,建立了光链路的附加相位噪声理论模型,阐述了附加相位噪声的变化规律,并通过实验证实了模型的正确性。同时针对本振信号的多路光分配典型应用,提出了EDFA 辅助的附加相位噪声优化措施。实验结果表明所提出的相位噪声模型能够有效地应用于微波光子链路,能对附加相位噪声的分析和优化提供理论依据,具有较大的工程指导意义。     

低相噪超多频段VCO宽带锁相环的研究

为了解决宽带锁相环设计中相位噪声和输出频率范围的矛盾,分析并设计了一种基于超多频段压控振荡器(VCO)锁相环的方案。该方案通过降低VCO的频率灵敏度和每个VCO 配置LC矩阵等效多个VCO的方法,使VCO在保证输出的频率范围的同时,优化了相位噪声。实验结果发现,该方案可以使锁相环在保证较大的输出频率范围前提下拥有更低的相位噪声。     

多普勒天气雷达发射机相位噪声的测量

应用调制理论分析了射频脉冲信号受寄生调制的影响而产生的边带相位噪声，提供了相位噪声测量的理论和实际应用技术，介绍了测量发射机相位噪声的概念和方法。分析时包括用Woodword注记法表示的脉冲频谱的背景分析以及噪声边带对探测目标的影响。具体提出了直接用分辨率比较高的高性能频谱分析仪测量发射机的相位噪声是可行的，最后给出了某型S波段脉冲多普勒天气雷达发射机相位噪声的测试结果。     

低相噪启钥式耦合微波光电振荡器研究北大核心

针对微波通信、雷达、电子战和导航等先进电子系统的应用发展需求,为了实现具有实用价值的极低相噪耦合微波光电振荡信号产生,提出了一种基于Sigma型光纤储能环腔架构的低相噪启钥式耦合微波光电振荡器。该方案通过Sigma型光纤储能技术消除了耦合微波光电振荡器中存在的偏振衰落问题,并且通过有源光纤环腔再生增益特性极大增强了振荡器品质因数,最终实现了10 GHz耦合微波光电振荡器的开机启钥稳定运行,起振信号在10 kHz频偏处的相位噪声达到-139.26 dBc/Hz。