微波宽带小步进频率源的研究

摘要

频率源几乎是所有微波测试测量，通信系统以及监控系统的关键部分，不论是在军用或是民用电子设备中都不可或缺。现代频率综合有多种多样的频率合成技术，可满足宽带宽，小步进，低相噪等各种指标的要求。针对不同电子设备的系统指标要求，频率源演变出很多不同的设计方法。随着雷达系统及通信系统性能的提升，对频率源的带宽、跳频时间、步进以及相位噪声这些指标有了更高的要求。
　　本文讨论分析了宽带频率源合成技术，对频率合成的几种方案进行讨论。在传统振荡器的基础上对宽带压控振荡器进行了研究分析，最终利用分立元件设计了推挽结构的宽带压控振荡器和集电极压控振荡器，并对其进行比较。在推挽结构宽带VCO的基础上实现频率源的宽带宽，并使用锁相环结合DDS的混合频率合成方式来实现了频率源的小步进设计。经过对硬件系统的调试，最终使得系统满足设计要求。
　　经过对不同方案的论证及各项指标的计算，最终采用的系统是由电源模块、宽带VCO和PLL+DDS以及功率调整模块四个硬件模块构成。其中硬件电源部分是为各模块提供所需电压，宽带VCO采用的是推挽型结构的压控振荡器，它能实现较宽的带宽以及较好的稳定性，PLL+DDS由宽带VCO构成的PLL级联DDS实现，而功率调整模块则是对最终的输出功率进行调整使其达到系统功率指标的要求。
　　通过对系统的仿真、测试、调试后系统最终频率输出为1000MHz-1500MHz，频率分辨率为100Hz，在1500MHz输出时相位噪声为-80dBc/Hz@10kHz、-104dBc/Hz@100kHz;杂散≤-45dBc。

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第一章 引言

1.1 频率合成技术国内外发展状况

1.2本课题选题依据及其意义

1.3 论文的结构概述

第二章 锁相环技术的研究及应用

2.1 锁相环技术的原理

2.2 锁相环性能分析

2.3 锁相环数字鉴相器的控制设计

2.4 本章小结

第三章 频率合成器的研究

3.1 DDS频率合成的原理及性能分析

3.2 锁相环频率合成器

3.3 宽带小步进频率合成方案选取分析

3.4 数字直接频率合成的控制分析

3.5 本章小结

第四章 宽带压控振荡器的设计

4.1 振荡器的基本理论

4.2 宽带耦合压控振荡器设计的理论分析

4.3 耦合振荡器的锁定带宽

4.4 均衡微带线振荡器微带线设计的理论分析

4.5 宽带振荡器硬件电路设计

4.6 VCO输出级电路设计

4.7 本章小结

第五章 宽带小步进频率源系统研制

5.1主要技术指标

5.2 总体方案论证

5.3 宽带小步进频率源硬件实现

5.4 系统调试与测试结果

5.5 本章小结

第六章 总结及展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果