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频率源是无线系统中不可或缺的部分,振荡器作为频率源的核心部件一直是工业界和学术界研究的热点。随着世界范围内无线应用的不断发展,系统对振荡器的要求也越来越高。我们总是希望通过各种手段完成具有高输出功率、低相位噪声、高频率稳定度、小型化、低成本的振荡器设计。 平面振荡器具有低成本、小型化且与平面工艺兼容等特点,受到相关研究人员的广泛关注。本文从振荡器的选频网络和结构设计两方面出发,针对X波段平面振荡器的低相位噪声性能进行了研究,取得了如下成果: 第一,设计并实现了一款半模基片集成波导振荡器,该振荡器采用串联反馈结构基于半模基片集成波导谐振器设计完成。半模基片集成波导在保持了基片集成波导高Q值、低损耗、低成本以及易于平面集成等特性的同时,其面积仅为基片集成波导的一半,是进行低相位噪声振荡器设计的一个很好的选择。实测结果表明,该半模基片集成波导串联反馈式振荡器的振荡频率为11.39GHz,输出功率为7.03dBm,相位噪声为-120dBc/Hz@1MHz。 第二,采用hair pin谐振器针对振荡器的偏置电路和输出网络进行设计优化,设计并实现了一款具有低相位噪声性能的振荡器。测试结果表明,该hair pin串联反馈式振荡器的振荡频率为9.03GHz,输出功率为9.67dBm,相位噪声为-121dBc/Hz@1MHz。 第三,基于新型的输入输出抽头不对称椭圆函数滤波器,设计了一款并联反馈振荡器。仿真结果表明,该振荡器的振荡频率为11.36GHz,输出功率为13.1 dBm,相位噪声为-148.2dBc/Hz@1MHz,实现了低相位噪声性能。