X波段高性能振蕩器設(shè)計與研究.pdf

1、隨著無線通信、軍用雷達(dá)、電子對抗、航空航天、生物醫(yī)療、空間遙感等領(lǐng)域的廣泛發(fā)展，因此微波信號源的指標(biāo)要求越來越高。作為上述領(lǐng)域的關(guān)鍵部件之一振蕩器，它能提供了高頻譜純度的信號源。我們希望所使用的振蕩器具有低相位噪聲、高輸出功率、工作穩(wěn)定性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)緊湊及低成本等特點(diǎn)。
　　由于對低相位噪聲、高頻譜純度、低成本的 X波段振蕩器的設(shè)計要求，則對高Q值、易于與PCB電路板集成的諧振電路的研究和設(shè)計顯得尤為重要。SIW諧振器具有上述優(yōu)異的特

2、性，本文主要針對基片集成波導(dǎo)(SIW)諧振器進(jìn)行研究和建模仿真，并將設(shè)計出的SIW諧振器作為負(fù)阻式振蕩器或反饋式振蕩器兩種振蕩電路的頻率選擇元件。同時將SIW諧振器與振蕩電路進(jìn)行建模聯(lián)合仿真獲得優(yōu)異的相位噪聲、輸出功率及高結(jié)構(gòu)緊湊度。
　　本文共設(shè)計三個方案：
　　第一個方案采用小尺寸及高 Q值的四分之一模基片集成波導(dǎo)(QMSIW)諧振器，其諧振器尺寸大約為SIW諧振器的25％，并應(yīng)用于負(fù)阻式振蕩電路中，通過測試得知振蕩頻率

3、為9.03GHz，直流消耗功率為20mW情況下有5.04dBm的功率輸出，相位噪聲為-98.8dBc/Hz@100kHz，-120.4dBc/Hz@1MHz，通過計算得出figure of merit(FOM)為-184.9dBc/Hz。
　　第二個方案采用高Q值工作在TE102模式SIW諧振器，并在諧振器上集成兩個差分輸出端口，并應(yīng)用于反饋式振蕩電路中，通過測試得知振蕩頻率為9.01GHz，直流消耗功率為20mW情況下有1.8d

4、Bm的功率輸出，兩個輸出端口的相位差基本為180°，相位噪聲為-104.3dBc/Hz@100kHz，-133dBc/Hz@1MHz，通過計算得出FOM為-190.4dBc/Hz。此方案不需要在輸出端口外接一個微波巴倫或者使用兩個有源器件就能實(shí)現(xiàn)輸出端口180°相位差，使得振蕩電路尺寸進(jìn)一步縮小和節(jié)約成本。
　　第三個方案采用高 Q值雙模 SIW雙工器背靠背結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)兩個反饋式子振蕩器，兩個子振蕩器的隔離度由雙工器提供，從而能夠抑制