【摘要】：在雷達和通信系統(tǒng)高速發(fā)展的趨勢下,對低相位噪聲、低功耗、低花費、小型化和可集成的源的要求越來越高。相位噪聲在很大程度上決定著系統(tǒng)間信息交互的質(zhì)量,所以低相位噪聲的振蕩器的研究仍具有非常重要的現(xiàn)實意義。本文基于基片集成波導技術(Substrate Integrated Waveguide,SIW)重點研究了三類微波低相位噪聲振蕩器:串聯(lián)式振蕩器、并聯(lián)式振蕩器、加載有源諧振器的振蕩器。(1)為了研究串聯(lián)式振蕩器的性能,基于SIW腔體諧振器的Ku波段低相位噪聲振蕩器被設計。本實驗提出采用SIW腔體諧振器的高次模的諧振頻率作為振蕩器的輸出,腔體諧振器的模式越高,它的無載Q值越也就高,但相比于采用相同頻率基模諧振器的振蕩器,隨著模式的增加,相應地尺寸也會增加,基于這個悖論,采用SIW腔體的對角TE102模式。為了進一步改善諧振器的選頻性能,在對角TE102模式的電場的邊緣,開一個L型的槽,在極大程度上改善了諧振器的性能。采用負阻式的電路結構作為補償諧振器的損耗的有源放大單元,Ku波段串聯(lián)式振蕩器實現(xiàn)了穩(wěn)定的振蕩。該振蕩器的振蕩頻率為15.55 GHz,輸出功率為-0.23 dBm,輸出相位噪聲為-100.76 dBc/Hz@100kHz,-130.43 dBc/Hz@1MHz。(2)為了研究并聯(lián)式振蕩器的性能,基于QMSIW(Quarter Mode SIW)準橢圓濾波器的C波段低相位噪聲振蕩器和基于混合腔體的諧振器的X波段低相位噪聲振蕩器分別被實現(xiàn)。X波段混合腔體諧振器利用矩形SIW作為過渡結構來精確控制輸入輸出的耦合強度,可以實現(xiàn)插入損耗和有載Q值間的最優(yōu)取值。混合腔體改善了CPW(Coplanar Waveguide)作為過渡電路造成的耦合強度對于加工精度十分敏感的難題。該振蕩器最終的自由振蕩頻率為9.5 GHz,輸出功率為1.67 dBm,輸出相位噪聲為-112.84 dBc/Hz@100kHz。QMSIW被采用在C波段準橢圓濾波器的設計過程中,減小了諧振器80%的尺寸。在QMSIW諧振腔體間,利用T型槽精確地控制混合耦合的強弱。通過源-負載的耦合和QMSIW諧振腔間混合耦合的兩條傳輸路徑實現(xiàn)了兩個傳輸零點。提高了濾波器的有載Q值。該振蕩器的輸出頻率為6.96 GHz,輸出功率為4.96 dBm,輸出相位噪聲為-112.89 dBc/Hz@100kHz。(3)為了研究有源諧振器的振蕩器的性能,利用QMSIW準橢圓濾波器的基本結構,在此基礎上設計單端口負阻電路作為有源補償單元,來解決平面諧振器的有載Q值和插入損耗無法同時提升的矛盾。在補償電路的耦合位置和強度必須得到嚴格的控制,耦合位置的選取要盡可能的保證不影響到諧振器原有的性能。耦合強度的必須是弱耦合以保證負阻電路不產(chǎn)生自激振蕩。該振蕩器的自由振蕩頻率為7 GHz,輸出功率為4.3 dBm,測得相位噪聲為-133.06 dBc/Hz@1MHz。
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN752

【參考文獻】

相關期刊論文 前1條

1 李永波;;本振相位噪聲對接收機性能的影響[J];電訊技術;2012年04期

相關碩士學位論文 前1條

1 廖翱;新型耦合結構及其在微波濾波器中的應用研究[D];電子科技大學;2010年

，

本文編號：2580223