基于LTCC技术的L波段低相噪频率源小型化设计

摘要

鉴于频率源在电子系统中的重要性，及现代射频微波通信、雷达、电子对抗、航天系统对电子产品“小型化、低成本、高可靠性”的发展要求，频率源小型化设计成为目前频率源的一研究热点。本文采用低温共烧陶瓷（LTCC）多层技术，对低相噪频率源进行小型化研究。
　　本文以L波段频率源为研究对象，对其LTCC小型化的理论和方法进行了研究。本文的主要研究内容及成果为：
　　首先阐述了频率源的基本工作原理及构成，其中包括直接数字频率合成技术DDS、锁相频率合成技术PLL及混合式频率合成技术。根据频率源技术指标，采用DDS与PLL相结合的技术方案，完成低相噪频率源各部分的电路设计。
　　其次采用LTCC技术对低相噪频率源进行小型化设计。主要针对设计中基板开槽挖腔、无源元件内埋、层间互连等关键技术进行研究和分析。并基于无源元件内埋技术，设计出低相噪频率源中所需要的内埋置威尔金森功分器（4.7mm×3.5mm×0.8mm）。
　　最后完成小型化低相噪频率源的工艺制作，并对其进行三维封装和测试。得到输出频率为1800MHz~2000MHz，步进10kHz的低相噪频率源，其体积仅为20mm×20mm×4.5mm。

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第一章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外发展动态

1.2.1 低相噪频率源发展动态

1.2.2 小型化频率源发展动态

1.3 课题简介

第二章 频率源相关理论基础

2.1 直接数字频率源

2.1.1 DDS的基本原理

2.1.2 DDS的技术特点

2.2 锁相源

2.2.1 锁相环路各部分数学模型

2.2.2 锁相频率源的信号纯正度

第三章 低相噪频率源电路设计

3.1 频率源的技术指标

3.2 混合式频率合成技术

3.3 频率源模块电路设计

3.3.1 频率源模块电路设计方案

3.3.2 DDS及低通滤波器设计

3.3.3 锁相环路及降噪设计

3.3.4 单片机控制模块

3.3.5 频率源整体电路图

3.3.6 频率源电路实现及测试

第四章 低相噪频率源小型化设计

4.1 LTCC技术

4.1.1 LTCC技术简介

4.1.2 LTCC技术工艺流程

4.2 LTCC内埋置无源元件

4.2.1 内埋置电容

4.2.2 内埋置电感

4.2.3 内埋置功率分配器

4.3 LTCC层间互连技术

4.4 LTCC频率源三维小型化

第五章 LTCC频率源制备与测试

5.1 LTCC小型化频率源制作流程

5.2 三维封装及测试

5.2.1 分辨率测试

5.2.2 相位噪声测试

5.2.3 输出功率及谐波抑制测试

5.2.4 杂散测试

5.2.5 跳频时间的测试

5.3 LTCC工艺分析

第六章 总结

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果