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随着射电天文的发展，对射电望远镜接收机的灵敏度和稳定性的要求越来越高。作为外差接收机系统的关键组成部分一锁相本振系统，传统手动调谐方式的局限性越来越明显，主要表现在如下几点：手动调谐一般靠操作人员的经验来调整本振的频率、功率和衰减器的衰减量，调节的周期比较长，不利于快速频率切换观测；当整个系统工作在昼夜温差比较大的环境，本振的自由振荡频率和输出功率都会随温度变化发生漂移，同样衰减器的衰减量也会随着环境温度的变化而改变，手动调谐不可能对其做到实时补偿。因此研究观测所需要的自动调谐毫米波锁相固态源系统显得日益重要。自动调谐系统能够实现对整个本振系统的远程控制，能够快速、准确的进行锁相本振调谐。同时通过本振偏压的控制可以实现对温度引起的频率漂移和衰减器衰减量的补偿，通过邻近信道功率--AdjacentChannel Power(ACP)分析能够快速判断锁相环路的质量，进而通过调节锁相环路增益等方式降低本振源的相位噪声。
本文的主要研究工作和结果如下：
1、基于XL800A模块的锁相本振自动调谐系统硬件设计和实现。系统设计中，采用了可编码驱动微距丝杆(EncoderDriveTM Micropositioner)替代普通手动丝杆，利用单片机实现对多个丝杆进行选择、驱动及通过码盘解码得到丝杆的位置，同时实现对锁相环路增益和偏压的控制。
2、自动调谐系统软件程序的设计。设计了耿氏振荡器的频率、功率和衰减器的衰减量与丝杆位置的关系校准软件，以及整个系统自动调谐实现的软件流程。
3、建立在自动调谐系统的基础上进行W波段衰减器特性的研究。W波段衰减器特性包括频率特性和温度特性，即衰减量随频率和环境温度改变的变化特性。测试结果表明，衰减量随着输入信号的频率和周围环境温度的增加而增加。实验结果还表明，衰减量与丝杆位置存在较大的非线性区域，这也体现了在自动调谐系统建立前进行衰减量与丝杆位置关系的校准的必要性。
4、采用欠采样的方法对中频监测信号进行ACP分析。为实现对锁定信号质量的分析，基于欠采样技术设计了中频监测信号的频谱分析系统。该系统中，锁定监控信号经过放大、滤波和高速A/D欠采样，引入缓冲机制实现突发模式下高速中频采样数据到远程控制计算机之间的低速传输。由远程计算机进行数据处理后(ACP分析)，进而判断锁相本振源的相位噪声，为进一步提高信号质量提供依据。同时分析了锁相环路相位噪声的主要来源，提出了降低锁相环路相位噪声的措施。