【摘 要】
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与信息传递相关连的各种微波系统和毫米波系统都离不开频率源的存在,这类系统可实现的功能与性能很大程度取决于频率源性能的好坏及所选技术方案的优劣。现代雷达、移动通信
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与信息传递相关连的各种微波系统和毫米波系统都离不开频率源的存在,这类系统可实现的功能与性能很大程度取决于频率源性能的好坏及所选技术方案的优劣。现代雷达、移动通信、制导武器、电子对抗等领域的发展和现代电子战争地位的提升使得频率源需满足的要求不断提高,研制出具备低相噪、低杂散、宽频带等性能的频率源成为主要研究趋势之一。基于频率源在现代电子系统的重要地位以及在军用和民用多个领域中应用的广泛性,本文研究设计了一款3~45GHz频段的宽带微波毫米波频率源。本文针对现代频率合成技术的几种基本合成方式的电路结构、实现原理以及性能方面的特点进行阐述,这为频率源实现方案的提出提供了必要的理论支撑。在系统设计中想统一实现多个指标的改善是设计的重难点,为了达成本文所研制宽带频率源的输出功率、杂散抑制和相位噪声一系列指标要求,综合考虑对比了多种频率合成方案的利弊,最终提出的设计方案是由宽带锁相环芯片产生微波宽带信号之后,进一步经过分段倍频滤波放大电路,由此实现全频段的覆盖。硬件设计采用模块化的思想,主要分为3~11.25GHz频段的微波宽带频率源部分、11.5~22.5GHz二倍频滤波放大部分、23~45GHz二倍频滤波放大部分、系统供电模块,最终通过控制模块对一系列开关芯片的电平控制完成通道切换,实现各频段信号的射频输出。各单元模块的前期工作包括关键器件的选型、选频滤波方案的确定与频段规划、滤波器的仿真设计,同时针对指标做了实验验证与理论分析,后期工作主要是各模块电路和腔体的版图设计、加工实现以及电路的调试与测试。在各单元模块完成测试过程后,将模块级联进行系统的调试与测试。最终由测试结果可以看到,本频率源所实现的3~45GHz频率范围内频率步进为500MHz的输出信号,其杂散抑制优于35dBc,相位噪声在3~45GHz内可达到-90dBc/Hz@10kHz,输出功率在3~45GHz内达到17~23dBm。总体来讲,该频率源所实现的大部分指标基本符合预期要求,具有一定的工程应用价值。
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