本文關鍵詞：基于高溫超導諧振腔的X波段振蕩器研制

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【摘要】：微波振蕩器作為各種微波系統(tǒng)的關鍵部件,相位噪聲和頻率的長期穩(wěn)定性為其關鍵指標�；谶@一背景,本文通過設計一款基于高溫超導諧振腔穩(wěn)頻的X波段振蕩器,對振蕩器的理論進行分析及工程實踐上的一些問題進行研究。本文中振蕩器采用反饋式振蕩器模型設計,由放大器和反饋網(wǎng)絡組成,反饋網(wǎng)絡包括諧振網(wǎng)絡和移相器,選用高溫超導諧振腔作為諧振網(wǎng)絡。文中對振蕩器起振條件進行了理論上的分析,基于Leeson相位噪聲模型對影響振蕩器相位噪聲因素進行分析,其中諧振網(wǎng)絡有載品質(zhì)因數(shù)LQ對振蕩器相位噪聲的影響較大,即有載品質(zhì)因數(shù)LQ越高,振蕩器相應的相位噪聲越好。文中進一步闡述了作為諧振網(wǎng)絡的高溫超導諧振腔理論,分析了影響高溫超導諧振腔有載品質(zhì)因數(shù)的幾個重要因素。基于對振蕩器理論的分析,首先對振蕩器進行了整體的設計分析,確定了基本的方案。通過電磁仿真軟件HFSS對高溫超導諧振腔的結構進行建模,分析高溫超導諧振腔中耦合結構對高溫超導諧振腔有載品質(zhì)因數(shù)及穩(wěn)定性的影響,選擇出合適的耦合模式和結構;環(huán)路放大器采用兩級BJT管子進行級聯(lián)設計,使其滿足振蕩器的起振的增益條件,且環(huán)路放大器采用低噪聲的設計來保證振蕩器的噪聲輸出在低的水平上,用來提高整個振蕩器的相位噪聲;移相器選用模擬移相器,使其可以在360度范圍內(nèi)實現(xiàn)連續(xù)可調(diào),以滿足振蕩器的相位起振條件;對定向耦合器進行了設計,完成振蕩器各個器件的設計。最后對各個器件進行了制作和調(diào)試,其中,高溫超導諧振腔的有載品質(zhì)因數(shù)高達410000,其極高的有載品質(zhì)因數(shù)LQ對實際振蕩器實現(xiàn)較好的相位噪聲指標有很大的幫助,最終研制出了一款輸出頻率為11.966GHz的振蕩器,其雜波抑制達到70dB以上,其相位噪聲為-86.05dBc/Hz@1kHz,-109.17 dBc/Hz@10kHz,-118.74 dBc/Hz@100kHz,-140.95 dBc/Hz@1MkHz。
【關鍵詞】：X波段 振蕩器 高溫超導諧振腔 相位噪聲
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN752
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-13
• 1.1 微波振蕩器的發(fā)展和應用10
• 1.2 高性能振蕩器的介紹10-12
• 1.2.1 穩(wěn)頻方式的介紹10-11
• 1.2.2 高溫超導諧振腔穩(wěn)頻振蕩器的發(fā)展11-12
• 1.3 本文的主要內(nèi)容12-13
• 第二章 振蕩器的基本理論13-32
• 2.1 振蕩器振蕩條件13-16
• 2.1.1 振蕩器的巴克豪森準則13-14
• 2.1.2 振蕩器的奈奎斯特準則14-16
• 2.2 振蕩器的相位噪聲表示方法16-19
• 2.3 相位噪聲的模型19-24
• 2.3.1 相位噪聲的Leeson模型19-21
• 2.3.2 相位噪聲的Ali Hajimiri&Thomas H. Lee模型21-23
• 2.3.3 相位噪聲的Demir，Mehrotra &Roychowdhury模型23-24
• 2.4 相位噪聲與諧振網(wǎng)絡品質(zhì)因數(shù)的關系24-31
• 2.4.1 諧振網(wǎng)絡的品質(zhì)因數(shù)24-26
• 2.4.2 二端口網(wǎng)絡表示諧振網(wǎng)絡26-28
• 2.4.3 有載品質(zhì)因數(shù)對振蕩器相位噪聲的影響28-31
• 2.5 本章小結31-32
• 第三章 高溫超導諧振腔的理論和分析32-42
• 3.1 介質(zhì)諧振器的基本理論及分析32-33
• 3.2 圓柱型介質(zhì)諧振器的理論33-38
• 3.3 高溫超導諧振腔的基本結構及等效電路38-39
• 3.4 高溫超導諧振腔的品質(zhì)因數(shù)39-40
• 3.5 高溫超導諧振腔中影響LQ的因素40-41
• 3.6 本章小結41-42
• 第四章 振蕩器的設計42-72
• 4.1 振蕩器整體方案的設計42-43
• 4.2 高溫超導諧振腔的耦合仿真分析43-57
• 4.2.1 高溫超導諧振腔環(huán)耦合分析43-52
• 4.2.2 高溫超導諧振腔的孔耦合分析52-57
• 4.3 環(huán)路放大器的設計57-66
• 4.3.1 放大器偏置電路分析57-60
• 4.3.2 放大器匹配網(wǎng)絡分析60-61
• 4.3.3 放大器的穩(wěn)定性分析61-63
• 4.3.4 放大器整體設計63-66
• 4.4 移相器的設計66-67
• 4.5 定向耦合器的設計67-71
• 4.6 本章小結71-72
• 第五章 振蕩器的測試及數(shù)據(jù)分析72-85
• 5.1 高溫超導諧振腔的測試72-77
• 5.2 環(huán)路放大器的測試77-78
• 5.3 移相器的測試78-79
• 5.4 定向耦合器的測試79-81
• 5.5 振蕩器系統(tǒng)的調(diào)試和測試81-84
• 5.6 本章小結84-85
• 第六章 結論85-86
• 6.1 總結85
• 6.2 展望85-86
• 致謝86-87
• 參考文獻87-91

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 劉小利,孫忠良;X波段低噪聲高階模式介質(zhì)穩(wěn)頻振蕩器[J];電子科學學刊;1997年03期

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本文編號：1094237