一种星载应答机用分数分频频率综合器设计

摘要

在卫星测控通信应用中，频率综合器常作为星载测控应答机射频收发机的射频本振。传统的整数分频频率综合器频率分辨率与接收频点精度要求之间存在差距，影响了射频接收机对接收本振频点的适应性。设计一种具有一定空间环境适应性，噪声及杂散性能较好的分数分频频率综合器对解决当前星载测控应答机频点适应性，提高其设计稳定和调试效率具有重要意义。
　　本文介绍了频率综合器基本原理、空间环境适应性设计基本原则和分数分频锁相环的基本理论；从锁相式频率综合器噪声和杂散抑制方法及Delta-Sigma调制器噪声整形原理入手，设计出一种基于MASH结构DSM调制技术的分数分频频率综合器。本文主要研究了频率综合器空间环境适应性设计及噪声抑制方法、MASH结构的分数杂散抑制特性，并进行了相关理论推导和仿真验证。本文最后详细介绍了频率综合器的硬件设计和全数字MASH1-1-1结构的软件设计过程，并对硬件实现及测试情况进行了介绍。本课题最终实现的频率综合器相位噪声低至-83dBc/Hz@10kHz、分数杂散抑制约为-30dBc、频率分辨率达到100Hz，硬件工作温度范围可达-40℃～+85℃，抗辐射总剂量达100 krad（Si），并具备一定的抗SEU能力，课题设计满足了预期的指标要求，且易于向卫星工程应用转化，具有较好的应用前景。

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第一章 引言

1.1 课题背景和研究意义

1.2 频率综合技术介绍

1.3 本文的主要工作

第二章 锁相式频率综合

2.1 锁相环组成及原理

2.2 星载电子设备的空间环境适应性设计

2.3 星载频率综合器指标

2.4 分数分频锁相式频率综合器

2.5 锁相环的噪声分析

2.6 本章小结

第三章 分数分频频率综合器关键技术分析

3.1 分数分频频率综合器方案

3.2 基于DSM的分数分频技术

3.3 环路滤波器的分析与设计

3.4 本章小结

第四章 分数分频频率综合器设计

4.1 系统方案

4.2 噪声估计

4.3 锁相环部分设计与实现

4.4 多模分频控制模块设计与实现

4.5 频率综合器的空间环境适应性评价

4.6 本章小结

第五章 频率综合器测试与结果分析

5.1 实物及测试平台

5.2 测试结果

5.3 测试小结

第六章 总结

6.1 论文总结

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文