毫米波倍頻源技術(shù)研究.pdf

1、隨著毫米波技術(shù)的迅猛發(fā)展以及電子系統(tǒng)的不斷更新?lián)Q代,其對(duì)毫米波頻率源的性能要求越來越嚴(yán)格。倍頻鏈路是實(shí)現(xiàn)毫米波頻率源的一種重要方式,它不僅能降低系統(tǒng)的振蕩頻率,同時(shí)兼具微波波段高的頻率穩(wěn)定度和低的相位噪聲等優(yōu)點(diǎn)。本文以倍頻鏈路為基礎(chǔ),采用微波鎖相環(huán)+倍頻鏈路的方式實(shí)現(xiàn)了104GHz倍頻源。
　　倍頻源的相位噪聲性能取決于基波信號(hào)源,這是本文的難點(diǎn)之一。本文首先對(duì)鎖相環(huán)的基本結(jié)構(gòu)、傳遞函數(shù)及其噪聲模型進(jìn)行理論分析。在此基礎(chǔ)上,采用鎖

2、相式頻率技術(shù),設(shè)計(jì)了具有低相噪、低雜散的13GHz基波信號(hào)源。測(cè)試結(jié)果顯示13GHz鎖相環(huán)的相位噪聲達(dá)到-109.89dBc/Hz@10kHz;在2GHz帶寬范圍內(nèi),雜散抑制度優(yōu)于-70dBc。
　　倍頻鏈路中末級(jí)二倍頻器的倍頻效率直接決定了倍頻源的輸出功率,準(zhǔn)確的二極管模型以及采用變?nèi)莨苁翘岣弑额l效率的關(guān)鍵所在。本文根據(jù)MA46H146變?nèi)莨艿?C-V曲線提取其關(guān)鍵物理參數(shù),并根據(jù)器件尺寸及經(jīng)典的物理公式,使用三維電磁仿真軟件H

3、FSS建立三維封裝模型。在此基礎(chǔ)之上,使用HFSS和ADS相結(jié)合的方法,設(shè)計(jì)了串聯(lián)單管結(jié)構(gòu)的 F波段二倍頻器。測(cè)試結(jié)果表明,當(dāng)輸入驅(qū)動(dòng)功率為80mW,外加-5V偏置電壓時(shí),二倍頻器在103GHz處的輸出功率達(dá)到12.6mW,倍頻效率達(dá)到15％。在104GHz處的輸出功率為7.7mW。目前,在此頻段,國內(nèi)還未見使用單管二倍頻器獲得相似的倍頻效率。而且,二倍頻器的仿真曲線和實(shí)測(cè)曲線一致性較好。
　　最后,本文對(duì)104GHz本振源模塊進(jìn)