基于SISL低相噪壓控振蕩器的研究與設計.pdf

1、隨著無線通信技術的廣泛應用和不斷革新，人們對通信質量及通信速度的要求也愈來愈高，這就對無線通信系統(tǒng)中的射頻收發(fā)機這個關鍵模塊的性能提出了更高的要求。頻率源的相位噪聲影響著收發(fā)機的動態(tài)范圍、靈敏度和穩(wěn)定度，所以頻率源是射頻收發(fā)機的重要子系統(tǒng)。而壓控振蕩器（VCO）作為頻率源相位噪聲的一個主要貢獻者，其相位噪聲的最小化對無線通信系統(tǒng)整體性能的提升有著重要意義。
　　又由于新型介質集成懸置線（SISL）的低功耗特點有利于設計高Q值無源電

2、路及諧振器，是減小VCO相位噪聲的有效方法，且其電路具有小體積，自封裝，易于集成等特點，有望在該平臺上實現(xiàn) VCO與其它電路模塊集成系統(tǒng)。因此本課題利用SISL的優(yōu)勢，與降低相位噪聲的相關技術相結合，設計了基于SISL的低相噪VCO。
　　本文主要內容如下：
　　首先，針對板級低相噪VCO的國內外文獻進行了調研，歸納總結了現(xiàn)今板級VCO普遍采用的拓撲結構以及減小相位噪聲的主要措施；而后從振蕩器的基本原理和兩種主流振蕩器分析模

3、型出發(fā)，研究分析了振蕩器的起振條件和穩(wěn)定振蕩條件，然后介紹了VCO主要參數(shù)指標的定義，并通過對指標中最重要的相位噪聲的基本原理和 Leeson模型的分析研究，給出減小 VCO相位噪聲的主要方法；第三章則主要介紹了新型介質集成懸置線，通過與平面?zhèn)鬏斁€及傳統(tǒng)波導懸置線的對比，突出了SISL的優(yōu)點，并提出將高Q值SISL諧振器用以減小VCO相位噪聲；基于以上理論研究，本文重點介紹了SISL低相噪VCO的設計步驟；作為拓展，還研究了λg/2諧振

4、器在SISL上的不同實現(xiàn)形式對振蕩器相位噪聲的影響。
　　本課題采用ADS對SISL VCO的電路原理圖及版圖進行仿真，并最終加工測試。測試結果表明，VCO振蕩頻率為4.08-4.25 GHz，調諧帶寬為4.1％，在整個頻率調諧范圍內，偏移載波1MHz處的相位噪聲優(yōu)于-130.2 dBc/Hz，輸出功率高于4.64 dBm，品質因數(shù)FOM為192.1 dBc/Hz。當調諧電壓為6 V時，振蕩頻率為4.16 GHz，此時相位噪聲達到