6.3GHz反馈型介质谐振器振荡器的设计与实现

文章设计了一种场效应管源极输出的并联反馈型C波段介质谐振器振荡器,较详细地讨论了该结构的设计和仿真方法,即利用HFSS电磁仿真软件与ADS电路仿真软件联合仿真的方法,对介质谐振器振荡器性能进行了优化设计和仿真,并采用单管GaAs FET实现了输出频率为6.3 GHz的介质谐振器振荡器,得到了较满意地测试结果,其输出功率大于5 dBm,相位噪声为-94 dBc/Hz@10 kHz、-120 dBc/Hz@100 kHz。     

15GHZ高线性、低相噪压控振荡器研究

本文在对克拉泼电路的理论分析基础上，运用Microwave Office软件仿真、优化出耦合元件Lgx、Cg的取值范围，用封装的场效应管、变容二极管设计、研制出15GHz压控振荡器，在14.7-15.4GHz调谐带宽内，振荡器的线性指标达到1.15，功率输出为15dBm，偏离载频100KHz,相位噪声倨于-80dBc/Hz。     

基于ADF4360-X的频率合成器设计

结合锁相环的基本原理,介绍了高集成整数分频频率合成器芯片 ADF4360-X 的特性,该系列芯片集成了 VCO 非常利于设备的小型化;以 ADF4360-7为例,给出了实际应用中的设计要点、实现方法和实现电路时的注意事项。测试结果显示,设计的频率合成器覆盖范围达到400 MHz,步进1 MHz,偏离中心频率1 kHz 处相位噪声达到-93 dBc/Hz。     

CMOS负阻补偿型压控振荡器关键技术研究

采用TSMC 0.18μm CMOS工艺,设计了一个中心振荡频率为2.46GHz的负阻补偿型LC压控振荡器。该压控振荡器采取差分负阻结构,利用反型NMOS电容实现频率调谐。通过对可调电容的特性研究,振荡器实现2.08GHz~2.84GHz的宽频率覆盖范围调谐,同时通过调节负阻器件的宽长比、优化片上螺旋电感几何参数获得高品质因数等方法提高振荡器的相位噪声性能。在1.8V供电电压下对电路仿真,相位噪声小于-120dBc/Hz@1 MHz,最低可达-125dBc/Hz@1 MHz,工作平均电流为3.74mA。在1.6V供电电压时工作正常,满足单芯片跳频频率综合器的应用要求。     

基于PE3236频率锁相源的X波段四倍频器研制

目前毫米波倍频器在毫米波频率合成器中已经得到了广泛的应用,利用毫米波倍频器可以获得具有宽带特性的毫米波频综及多点的频率输出。文中主要介绍一种基于高性能数字集成芯片PE3236设计的X波段四倍频器。通过将高稳定度频率合成器输出的S波段信号四倍频,并滤除杂散和谐波以达到倍频的效果。文中所设计的毫米波四倍频器输出功率为-11.356 dBm,相位噪声为-78.4 dBc/Hz@1 kHz,对杂散的抑制优于-45dBc。     

随机振动中晶体振荡器的有源降噪设计

针对晶体振荡器在振动下会发生输出频率漂移的问题,在分析声学有源降噪技术和加速度对晶体振荡器输出相位噪声的影响机理基础上,提出降低随机振动中晶体振荡器噪声的方法。在晶体振荡器外围电路中嵌入加速度传感器、模数转换器、数模转换器和数字处理器,构建对晶体振荡器相位噪声进行实时补偿的有源降噪系统。结果表明:设计的有源降噪系统在0.03g/Hz振动幅度、10~850 Hz频率范围的随机振动条件下,能达到20 d B的相位噪声补偿效果。     

数控振荡器相位截断对频域抗干扰性能影响分析

全球导航卫星系统频域抗干扰接收机中,普遍采用数控振荡器生成本振信号。由于硬件约束,通常需要对数控振荡器进行相位截断。而数控振荡器相位截断是否合理对抗干扰性能影响较大。针对该问题,从数控振荡器相位截断导致的本振杂散着手,从理论上分析其对混频和频域抗干扰环节的影响。在此基础上,给出一种数控振荡器查找表地址位宽的理论计算模型,使得接收机的载噪比损耗接近无数控振荡器相位截断的频域抗干扰接收机。仿真结果表明,抑制带宽大于100k Hz、干信比小于80d Bc的窄带干扰时,计算的数控振荡器查找表地址位宽不超过10bit。与无数控振荡器相位截断的频域抗干扰接收机相比,采用数控振荡器混频的抗干扰接收机的载噪比损耗最多增加0.6d B。     

锁相式频率合成器输出相位噪声的分析

频率合成器中输出相位噪声是个重要的问题,本文对此进行了分析。因为输出相位噪声主要取决于压控振荡器的噪声,所以文中介绍了由五个独立噪声过程组成的压控振荡器噪声模型,并具体给出了这五项的方差,导出了压控振荡器相位噪声的比较完整的表达式。     

NCO相位截断对频域抗干扰性能影响分析

频域抗干扰易于工程实现、窄带干扰抑制性能好,是目前全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)抗干扰接收机中广泛采用的抗干扰算法。频域抗干扰接收机普遍采用数控振荡器(numerically controlled oscillator, NCO)生成本振信号。由于硬件约束,通常需要对NCO进行相位截断。而NCO相位截断是否合理对抗干扰性能影响较大。针对该问题,从NCO相位截断导致的本振杂散着手,从理论上分析其对混频和频域抗干扰环节的影响。在此基础上,给出一种NCO查找表地址位宽的理论计算模型,使得接收机的载噪比损耗接近无NCO相位截断的频域抗干扰接收机。仿真表明,抑制带宽大于100kHz、干信比小于80dBc的窄带干扰时,计算的NCO查找表地址位宽不超过10bit。无NCO相位截断的频域抗干扰接收机相比,采用NCO混频的抗干扰接收机的载噪比损耗最多增加0.6dB。     

基于收发分置SAR雷达的相位同步通信

通常振荡器相位噪声能够影响收发分置雷达的性能,从而降低了多基地合成孔径雷达的成像效果,因此,减少振荡器相位噪声对于成像来说非常重要.给出了通过使用同步通信来量化抵消振荡器相位噪声的方法,给出了不同的同步策略,对它们的性能进行了分析,并着重对来自于接收机噪声、频谱混叠、插值及滤波误匹配的同步通信误差进行了研究.     

低调谐增益变化的10 GHz电感电容式压控振荡器设计

基于0.18μm CMOS工艺,设计了一种应用于无线通信和雷达系统的低变化调谐增益的电感电容式压控振荡器。该电路包括分布式偏置可变电容阵列和开关电容阵列,合理选择偏置电压扩展电容-电压曲线覆盖范围,在整个调谐电压范围内,可有效降低调谐增益。三位开关电容阵列将整个可调频率范围分为8个子频带,通过控制可变电容实现子频带内频率的调谐范围。同时采用开关可变电容阵列,有效抑制了电感电容式压控振荡器调谐增益的变化。基于1P6M 0.18μm工艺模型的后仿真结果显示该10 GHz压控振荡器调谐增益变化率表现优异,低至21.5%,调谐频率范围为9.13～11.15 GHz,同时该压控振荡器能够实现较低的直流功耗9 m W(1.8 V电源电压),相位噪声在10 GHz时为-105 d Bc/Hz@1 MHz。     

基于长环光电振荡器的频率传递相位噪声分析

文章通过建立长环光电振荡器频率传递模型,从光纤色散理论出发,综合考虑色散、光纤长度和光源对时延波动的影响,推导出光源中特定参数对振荡频率相位噪声影响的表达式,通过MATLAB数值仿真进行分析。仿真结果表明:随着光纤长度的增加,光源的频率噪声在光纤色散的作用下,转化为振荡频率的相位噪声,进而影响了频率的稳定度;光源的中心波长对相位噪声的影响是0.7dB/300nm,可以忽略不计;光纤色散系数变化了5ps/(nm.km),相位噪声恶化3dB,得到的仿真结果对下一步的硬件实验工作具有很好的理论指导意义。     

一种适用于跨频段通信的微波本振源

介质振荡器具有可靠性高、稳定性好、相位噪声低的优点．在频率捷变雷达和电子战系统中发挥了十分重要的作用。多频介质振荡器除具有介质振荡器的优点外，还有转移频率跨度大、转移时间短的特点，应用到军事通信中，可实现跨频段通信。本文介绍了多频介质振荡器的电路结构、工作特点和在通信系统中的应用，并对多频锁相介质振荡器的可行性进行了讨论。     

3.6—6.4GHz YIG调谐场效应管振荡器

YIG调谐振荡器具有相位噪声低、工作频率范围宽和线性好等特点,在微波领域得到广泛的应用。利用未封装的管芯直接做在微带电路上的工艺,晶体管YIG调谐振荡器可在1～12.4GHz之间工作,而GaAs场效应管YIG调谐振荡器可以做到7～40GHz。目前国内场效应管调谐振荡器还很少见,为了使GaAs场效应管YIG调谐振荡器国产化,我们结合微波频合器的开发工作,研制了3.6～6.4GHz频段的GaAs场效应管YIG调谐振荡器。     

MEMS磁力线聚集和垂动调制磁场传感器

针对巨磁阻和磁隧道结等磁阻元件的1/f噪声,提出一种采用微机电系统的磁力线聚集和垂动调制磁场传感器。通过将被测磁场从低频转移到几kHz,实现对磁场的DC/AC转化,从而减小了磁阻元件的1/f噪声。基于该方案采用多层膜巨磁阻元件AA002制作了磁场传感器样品,并进行了实验测试,结果表明:磁传感器样品的调制效率达到了19.3%,超过了已有的其他各种调制方案,同时低频磁场的探测能力达到槡120pT/Hz,相比巨磁阻元件AA002提高了40多倍。     

北斗系统三频载波相位整周模糊度快速解算

北斗导航定位系统播发三个频率观测值,有助于载波相位整周模糊度的快速、准确固定。传统的几何无关模型三频载波相位模糊度固定算法通常采用遍历整数搜索的方法确定载波相位-伪距组合系数,组合后的噪声因子较大,模糊度固定成功率不高。在分析了北斗系统伪距测量误差特性的基础上,给出了加权组合噪声因子的定义及其约束下的最优组合系数的求解方法。采用Hatch滤波提高电离层延时误差实时估计精度,成功固定三组线性无关组合系数对应整周模糊度,进而确定基础整周模糊度。利用北斗系统短基线、长基线实测数据对算法性能进行了验证,实验表明:提出的算法可优化超宽巷、宽巷组合噪声因子20%以上,模糊度固定成功率提高10%~18%左右,30s历元平滑后的基础模糊度固定成功率可达90%以上。     

单层反射模式蓝宝石腔体的9.7GHz频率基准

分析了多层圆柱形蓝宝石腔体谐振器为实现Bragg谐振模式需满足的尺寸条件。仿真并设计了单层腔体,利用teflon支撑件将蓝宝石固定在内部镀银的金属腔体内。其在9.7GHz频点实现了Bragg包含模式,Q值高于200 000。利用该谐振器作为带通滤波器构建了室温下的X波段振荡器。该振荡器还包括低噪放、滤波器和手动移相器。通过合理选择谐振器的插入损耗和调节移相器,该振荡器成功实现了稳定输出。测试结果表明,该振荡器具有低的相位噪声但易受环境温度影响。由于采用了极高Q值的蓝宝石谐振器,该振荡器可能成为目前最低相噪的X波段室温频率基准。     

0.18 μm CMOS工艺的GPS/BDS双模可重构接收机射频前端

采用低中频架构设计了一种0.18μm CMOS工艺的GPS/BDS双模可重构接收机射频前端,能在GPS L1模式或BDS B1模式下工作。通过频率自适应电路调整中频滤波器的时间常数,降低其频率不确定度;压控振荡器中加入4位开关电容阵列,以提高频率调谐范围和相位噪声性能;通过硬件复用的方式降低系统功耗。测试结果表明,在1.8 V电源电压下,功耗37.8 m W,电压增益为103 d B,GPS L1和BDS B1波段噪声系数均小于3.2 d B。     

Ku波段FET介质振荡器的研究

本文从介质谐振器谐振频率计算入手,分析了谐振器品质因素Ｑ值与耦合系数β的关系,并对提高振荡器频率温度稳定性进行了研究。最后给出研究结果：振荡频率１５ＧＨｚ,输出功率＋１０ｄＢｍ,长期频率稳定度２×１０＾－５／日,在－２５＋５５℃温度范围内,频率温度稳定性±１．２ｐｐｍ／℃,功率温度稳定性０．０２ｄＢ／℃,偏离载频１０ＫＨｚ处相位噪声－８９ｄＢｃ／Ｈｚ,振荡器腔体体积为３６×４０×２２（ｍｍ）。     

精确测量羽流引起的雷达幅度和相位噪声

本文描绘了测量由羽流引起的雷达衰减和噪声的新设备。介绍了三种固体推进发动机点火试验,报告了X波段衰减,幅度噪声和相位噪声的测量。显示了边带频率和羽流位置对于噪声电平的影响。对高浸镀铝推进燃料来说峰值衰减大约为12～15db。跟衰减一样,最大噪声电平发生在羽流的二次燃烧区域且强烈地依赖于羽流的位置。接近喷嘴出口平面,500H_z带宽内,偏离载频1KH_zX波段载波幅度噪声大约为37dbc。在羽流的尾部区域,衰减和幅度噪声电平分别增加大约3和10db。相位噪声电平与幅度噪声电平相匹敌。这种测试装置的结果和以前几乎相同的推进/发动机系统报告数据进行了比较。衰减和幅度噪声的测量和早期测试的相吻合,但是相位噪声的测量比以前的报告要高。由于对设备进行认真的校准并消除了声频噪声,因此这些新的数据是比较准确的。