本文關(guān)鍵詞：X波段高性能振蕩器設(shè)計與研究

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【摘要】：隨著無線通信、軍用雷達、電子對抗、航空航天、生物醫(yī)療、空間遙感等領(lǐng)域的廣泛發(fā)展,因此微波信號源的指標要求越來越高。作為上述領(lǐng)域的關(guān)鍵部件之一振蕩器,它能提供了高頻譜純度的信號源。我們希望所使用的振蕩器具有低相位噪聲、高輸出功率、工作穩(wěn)定性強、結(jié)構(gòu)緊湊及低成本等特點。由于對低相位噪聲、高頻譜純度、低成本的X波段振蕩器的設(shè)計要求,則對高Q值、易于與PCB電路板集成的諧振電路的研究和設(shè)計顯得尤為重要。SIW諧振器具有上述優(yōu)異的特性,本文主要針對基片集成波導(SIW)諧振器進行研究和建模仿真,并將設(shè)計出的SIW諧振器作為負阻式振蕩器或反饋式振蕩器兩種振蕩電路的頻率選擇元件。同時將SIW諧振器與振蕩電路進行建模聯(lián)合仿真獲得優(yōu)異的相位噪聲、輸出功率及高結(jié)構(gòu)緊湊度。本文共設(shè)計三個方案:第一個方案采用小尺寸及高Q值的四分之一模基片集成波導(QMSIW)諧振器,其諧振器尺寸大約為SIW諧振器的25%,并應(yīng)用于負阻式振蕩電路中,通過測試得知振蕩頻率為9.03GHz,直流消耗功率為20mW情況下有5.04dBm的功率輸出,相位噪聲為-98.8dBc/Hz@100kHz,-120.4d Bc/Hz@1MHz,通過計算得出figure of merit(FOM)為-184.9dBc/Hz。第二個方案采用高Q值工作在TE102模式SIW諧振器,并在諧振器上集成兩個差分輸出端口,并應(yīng)用于反饋式振蕩電路中,通過測試得知振蕩頻率為9.01GHz,直流消耗功率為20mW情況下有1.8dBm的功率輸出,兩個輸出端口的相位差基本為180°,相位噪聲為-104.3dBc/Hz@100kHz,-133dBc/Hz@1MHz,通過計算得出FOM為-190.4dBc/Hz。此方案不需要在輸出端口外接一個微波巴倫或者使用兩個有源器件就能實現(xiàn)輸出端口180°相位差,使得振蕩電路尺寸進一步縮小和節(jié)約成本。第三個方案采用高Q值雙模SIW雙工器背靠背結(jié)構(gòu)實現(xiàn)兩個反饋式子振蕩器,兩個子振蕩器的隔離度由雙工器提供,從而能夠抑制兩個輸出振蕩信號之間的交調(diào)。雙工器由兩個高Q值雙模SIW濾波器通過T型結(jié)構(gòu)成,它作為振蕩環(huán)路頻率選擇元件能有效的降低振蕩器輸出信號的相位噪聲。仿真結(jié)果顯示該雙頻振蕩器能同時輸出9GHz,10.06GHz兩個頻率的振蕩信號,輸出功率分別為4.982dBm和5.090dBm,相位噪聲分別為-134.7dBc/Hz@100kHz,-155.0dBc/Hz@1MHz和134.1dBc/Hz@100kHz,-154.1dBc/Hz@1MHz。
【關(guān)鍵詞】：X波段 振蕩器 SIW 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 課題研究背景與意義10-11
• 1.2 基于基片集成波導諧振器的振蕩器發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.3 本文的工作內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排12-13
• 第二章 振蕩器及SIW基本理論13-29
• 2.1 振蕩器簡述13-22
• 2.1.1 負阻振蕩器理論13-17
• 2.1.1.1 單端口負阻振蕩器理論13-15
• 2.1.1.2 二端口負阻振蕩器理論15-17
• 2.1.2 反饋式振蕩器理論17-19
• 2.1.3 提高頻率穩(wěn)定度的方法19-20
• 2.1.4 提高相位噪聲的方法20-22
• 2.2 SIW基本理論簡述22-28
• 2.2.1 基片集成波導基本理論23-24
• 2.2.2 基片集成波導諧振腔基本理論24-28
• 2.2.2.1 SIW諧振腔24-25
• 2.2.2.2 HMSIW諧振腔25-26
• 2.2.2.3 QMSIW諧振腔26-28
• 2.3 本章小結(jié)28-29
• 第三章 基于QMSIW諧振器的X波段負阻式振蕩器29-41
• 3.1 方案提出29
• 3.2 QMSIW諧振器設(shè)計29-32
• 3.3 振蕩電路設(shè)計32-39
• 3.3.1 靜態(tài)工作點掃描32-33
• 3.3.2 高頻扼流偏置電路設(shè)計33-34
• 3.3.3 輸出電路設(shè)計34-35
• 3.3.4 振蕩電路仿真35-37
• 3.3.5 QMSIW負阻式振蕩器版圖37-38
• 3.3.6 測試結(jié)果及分析38-39
• 3.4 本章小結(jié)39-41
• 第四章 基于SIW諧振器的X波段反饋式振蕩器41-66
• 4.1 差分輸出振蕩器41-52
• 4.1.1 提出方案41-42
• 4.1.2 SIW諧振器設(shè)計42-45
• 4.1.3 振蕩電路設(shè)計45-52
• 4.1.3.1 靜態(tài)工作點掃描45-46
• 4.1.3.2 振蕩電路仿真46-50
• 4.1.3.3 基于SIW諧振器差分輸出振蕩器版圖50
• 4.1.3.4 測試結(jié)果及分析50-52
• 4.2 同時雙頻輸出振蕩器52-64
• 4.2.1 提出方案52-53
• 4.2.2 SIW雙工器設(shè)計53-59
• 4.2.2.1 低頻雙模濾波器設(shè)計53-56
• 4.2.2.2 高頻雙模濾波器設(shè)計56-58
• 4.2.2.3 雙工器設(shè)計58-59
• 4.2.3 振蕩電路設(shè)計59-64
• 4.3 本章小結(jié)64-66
• 第五章 結(jié)論與展望66-67
• 致謝67-68
• 參考文獻68-71
• 攻碩期間的研究成果71-72

【參考文獻】

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中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

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本文編號：971757