全相参毫米波频综组件集成技术研究

摘要

本文根据全相参毫米波雷达对频率源的要求，在理论分析的基础上将DDS和M/NPLL相结合，研制出一种窄步进、捷变频的Kaband全相参毫米波频率源，输出Kaband本振和发射两路信号，频差60MHz。系统分为微波与毫米波两大部分，微波部分综合利用了DDS、LO混频锁相环和RF混频锁相环实现两路频差15MHz的Xband全相参信号；毫米波部分，将Xband本振信号四倍频得到毫米波本振；Xband载波信号经开关控制形成脉冲信号，倍频、IQ调制后得到毫米波发射信号。 实验结果表明，DDS的引入缓解了锁定时间和频率分辨率的矛盾，系统的频率分辨率达到100kHz(受晶振频率稳定度限制)；DDS上变频后驱动M/N锁相环路，大幅度改善了相位噪声，相噪＜-87dBc/Hz@1kHz、-92dBc/Hz@10kHz对DDS频率、参考分频比R1和环路分频比N1的三重调节，回避了大杂散的DDS频点，且保证了400MHz带宽内全部频点的实现，杂散＜-55dBc，跳频时间＜14us；采用二次混频电路锁定发射信号，降低了系统复杂性。本项目研究成果已成功地应用于某单位国家重点型号工程×××中。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明和关于论文使用授权的说明

第一章引言

1.1毫米波技术应用[1,2,3]

1.2全相参原理[4,5,6]

1 3雷达等对频综源的主要要求[7]

1.4国内外研究成果

1.5课题简介

第二章设计原理

2.1 DDS工作原理

2.1.1 DDS原理[23]

2.1.2 DDS杂散来源[25]

2.2混频器(变频器)杂散分析[26,27]

2.3数字分频器输出信号杂散与相噪分析[28,29]

2.3.1二进制分频器

2.3.2非二进制分频器

2.4器件级联相噪分析[30]

2.5电荷泵数字锁相环工作原理

2.5.1电荷泵锁相环结构及相噪模型

2.5.2环路锁定时间及鉴相杂散[32]

第三章电路设计

3.1系统结构

3.1.1全相参频综的一般结构

3.1.2方案的确定

3.1.3 X band频综相位模型

3 2 DDS电路设计

3.2.1电路结构

3.2.2 DDS设计

3.2.3 DDS上变频及分频电路设计

3.3本振锁相环设计

3.4射频锁相环设计

3.4.1发射信号载波与本振信号频率/相位关系

3.4.2频率规划

3 5倍频链设计

3 6控制电路设计

3.6.1输出频率的三重调节[33]

3.6.2计算机模拟外部送数

3.6.3 DDS输出频率的控制

3.6.4参考分频比和环路分频比控制

3.6.5单片机电路设计

3.7毫米波电路设计

3.7.1毫米波本振部分

3.7.2毫米波发射部分

3.7.3毫米波电路的电源设计

第四章测试与分析

4.1版图及实物

4.2系统测试

4.2.1相噪及杂散测试

4.2.2跳频时间及载波抑制测试

4.3改进建议

结论

致谢

参考文献

在学期间的研究成果及个人简历