Ku波段介質穩(wěn)頻鎖相環(huán)頻率源設計.pdf

1、頻率合成技術是電子系統(tǒng)實現高性能指標的關鍵技術之一。鎖相技術是第二代頻率合成技術，用它實現的頻率合成器性能優(yōu)良。取樣鑒相和鎖相是模擬鎖相，其靈活性好，又能顯著降低相噪。用介質諧振器設計振蕩器(DRO)也是微波頻段常用的一種頻率合成技術。介質諧振器(DR)由高介電常數、低損耗的微波陶瓷材料制作而成，它能極其容易地實現微波頻率源的低相位噪聲。同時，DR的諧振頻率溫度系數可正可負，這可以大大捉高DRO的頻率溫漂性能。 本文介紹了一個應

2、用取樣鑒相和鎖相原理制作的微波KU波段頻率源(頻率合成器)，其中的壓控振蕩器部分是用介質諧振器(DR)設計的。DRO和取樣鎖相的理論分析和設計方法是本文重點闡述的內容。本文在場效應管FET柵極上加上諧振網絡(諧振網絡是通過CST仿真得到的，它是串聯(lián)反饋回路，介質工作在TE01模，對于其后的FET，它又相當于一個帶阻濾波器)，然后設計輸入輸出匹配電路，使電路結構滿是起振條件，之后繼續(xù)用諧波平衡法仿真和優(yōu)化，使振蕩器輸出功率合適，相位噪聲很

3、低。在振蕩器之后，本文加了一個緩沖放大器，它起到放大輸出功率和改善頻率穩(wěn)定度的作用。在鎖相環(huán)設計中，本文讓晶振參考信號激勵階躍恢復二極管，從而轉換成取樣脈沖。該脈沖重復頻率和品振完全一致，被直接送到取樣鑒相器的門開關電路，周期性接通“開關”，當這一“開關”接通時，來自VCO的信號被送到保持電路(這叫取樣)，該電壓一直保持到“開關”再一次接通，如此持續(xù)進行，形成誤差電壓。誤差電壓經放大后送入環(huán)路濾波器進行濾波和再放大，然后去改變變容管偏置