微波壓控振蕩器與毫米波波導耦合器研究.pdf

1、在現(xiàn)代雷達和通信系統(tǒng)中，一個高質量的頻率源是保證系統(tǒng)性能指標的關鍵。而在目前常用的頻率源如鎖相環(huán)(PLL)頻率合成器中，壓控振蕩器(VCO)是其核心部件。波導耦合器則是微波毫米波系統(tǒng)的常用部件。本文主要針對應用于鎖相環(huán)的C波段和X波段VCO及應用于毫米波系統(tǒng)的波導耦合器這兩個部件的設計和工程實現(xiàn)進行了深入研究。主要研究進展包括以下三個方面。
　　 1.首先結合負阻振蕩器的工作原理，討論了壓控振蕩器的小信號S參數(shù)和大信號分析設計方

2、法，并對如何展寬頻帶和降低相位噪聲做了理論分析。其次，利用前面總結的設計方法，采用低相位噪聲HEMT管作為有源器件，分別設計了共源反饋結構的C波段壓控振蕩器電路和共柵反饋結構的X波段壓控振蕩器電路。考慮分布參數(shù)的影響，建立了變容管和集中電容的準確電路模型，為提高設計精度提供了保障。
　　 對C波段VCO實驗樣品進行了調試和性能測試，實測結果為：可調諧工作頻率范圍為5.7～6.8GHz，調諧帶寬1.1GHz（相對帶寬17.7％），

3、輸出功率2～10dBm，在偏離載頻1MHz處的相位噪聲為-103.4dBc/Hz。
　　 X波段壓控振蕩器分別采用了兩種不同的諧振結構，其中采用變容管端接開路微帶線諧振結構的VCO實測工作頻率為9.13-10.19GHz，調諧帶寬1.06GHz，在整個工作頻帶內輸出功率均大于8.5dBm，功率平坦度為±1dB。采用變容管端接地電容諧振結構的VCO實測工作頻率7.67～10.06GHz，調諧帶寬2.4GHz（相對帶寬27.3％），

4、輸出功率2.4～8.3dBm，在偏離載頻1MHz處測量得到的相位噪聲為-110.3dBc/Hz。
　　 另外，本文還設計了工作中心頻率為12GHz的VCO，當調諧電壓在O～13V范圍內變化時，VCO實測工作頻率11.48～12.8GHz，調諧帶寬1.3GHz，輸出功率0～7.4dBm。
　　 2.采用全波長環(huán)形諧振器作為諧振單元設計了一種具有諧波提取功能的新型振蕩器。該振蕩器利用環(huán)形諧振器的正交雙模特性，使基波在輸出端反