S波段疊層SIW壓控振蕩器設計.pdf

1、頻率源是雷達和現(xiàn)代通信系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，它是整個通信系統(tǒng)信號脈動的起源和基準，而振蕩器作為頻率源的核心部件，它的性能對整個通信系統(tǒng)的影響很大。隨著電子系統(tǒng)的不斷發(fā)展與進步，對振蕩器提出了尺寸小、相噪低、可靠性高的要求。而新型的基片集成波導（SIW）諧振腔不僅能夠?qū)崿F(xiàn)很小的尺寸還具有較高的品質(zhì)因數(shù)，把它用于振蕩器的設計中，不僅起到了理論驗證的作用并且具有很高的研究價值。
　　本文首先詳細總結(jié)了SIW振蕩器近幾年國內(nèi)外的研究動態(tài)，然后深

2、入分析了反饋式振蕩器和負阻式振蕩器的工作原理，闡述了頻率穩(wěn)定度和相位噪聲的產(chǎn)生原因和影響因素，隨后又重點分析了SIW結(jié)構(gòu)的傳輸特性，描述了折疊SIW結(jié)構(gòu)截止頻率與中間金屬層開槽間隙之間的關(guān)系，歸納總結(jié)了SIW與傳輸線之間的過渡方式，簡要分析了SIW諧振腔的諧振模式和頻率特性，并簡要介紹了疊層SIW諧振腔。
　　接著仿真對比了L型槽SIW諧振腔、C型槽SIW諧振腔和雙L型SIW諧振腔對傳統(tǒng)單層SIW諧振腔的小型化程度，發(fā)現(xiàn)C型槽SI

3、W諧振腔在面積相同的情況下能夠把諧振頻率降到最低，而且它能夠通過改變中間層短邊槽的長度來連續(xù)調(diào)節(jié)諧振頻率。在此基礎上，設計和仿真了四種疊層SIW結(jié)構(gòu)的耦合方式，并經(jīng)過對比分析發(fā)現(xiàn)探針面積越大，諧振腔與上層電路之間的耦合越強，而且電壓探針的面積對耦合強度的影響很大，電流探針的面積大小只略微影響耦合強度。
　　在此基礎上，通過這四種耦合方式在C型槽SIW諧振腔之上再疊加一層有源電路設計出四種疊層SIW壓控振蕩器。并重點介紹了這四種振蕩

4、器的原理圖和PCB的設計和制作，分析了原理圖中各部分電路的原理和功能，包括器件的選型、偏置電路的設計、負阻電路的設計以及電源的降噪處理和衰減網(wǎng)絡的設計。最后對每種振蕩器分別進行了仿真和實際測試，并進行對比分析和歸納總結(jié)。
　　本文設計的S波段疊層SIW壓控振蕩器通過兩種方式來實現(xiàn)小型化，一是采用小型化程度高的C型槽SIW諧振腔，二是將有源電路部分完全疊加在諧振腔上進一步減小面積。最后制作出來的四種壓控振蕩器尺寸均為10mm×10m