Ka波段頻綜組件設(shè)計(jì)及小型化研究.pdf

1、隨著毫米波技術(shù)在雷達(dá)導(dǎo)航，電子對(duì)抗，遙感遙測等領(lǐng)域中的飛速發(fā)展，作為毫米波系統(tǒng)“心臟”的頻率源，其性能的好壞直接影響系統(tǒng)的整體性能。因此，研究具備極高的頻譜純度和頻率穩(wěn)定度的毫米波頻率源有著重要的現(xiàn)實(shí)意義和價(jià)值。近些年來，依靠高性能的數(shù)字鎖相集成電路的快速發(fā)展，基于鎖相環(huán)的頻率合成技術(shù)逐漸成為毫米波頻率合成的主要方式。
　　本文首先通過建立鎖相環(huán)的相位噪聲模型，分析環(huán)路內(nèi)各器件噪聲及環(huán)路濾波器對(duì)輸出信號(hào)噪聲的影響；并對(duì)基于鎖相環(huán)技

2、術(shù)的幾種常用毫米波頻率混合合成方式的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行簡要的分析和比較。
　　采用鎖相+倍頻方式，利用Al2O3陶瓷基片薄膜電路工藝設(shè)計(jì)了用于某變頻組件滿足低相噪、低雜散的25.4GHz信號(hào)本振源模塊。測試結(jié)果顯示相噪優(yōu)于-85dBc/Hz@10KHz，雜散抑制大于60dBc。
　　采用雙環(huán)混頻+倍頻方式設(shè)計(jì)了雙路相參輸出低相噪、低雜散的微波毫米波頻率源。測試相噪指標(biāo)滿足：-96dBc/Hz@10KHz（@8GHz）、-82dBc/

3、Hz@10KHz（@35GHz），雜散抑制優(yōu)于-60dBc。
　　隨著毫米波系統(tǒng)集成度不斷提高，小體積、高性能的頻綜組件是未來的發(fā)展趨勢。本文把LTCC（Low-Temperature Co-fired Ceramic）技術(shù)與頻率合成技術(shù)相結(jié)合,對(duì)頻綜小型化進(jìn)行了研究。對(duì)基于雙環(huán)混頻方式的頻綜組件進(jìn)行小型化設(shè)計(jì)，并第一次在一整塊LTCC基板上同時(shí)實(shí)現(xiàn)了低相噪，小體積混頻鎖相源。測試結(jié)果顯示信號(hào)輸出頻率為34.8～35.2GHz，步

4、進(jìn)2MHz，相噪優(yōu)于-83dBc/Hz@10kHz；并且基板面積僅為42mm×49mm，相對(duì)文獻(xiàn)[16]縮小了37％，表明了LTCC技術(shù)在實(shí)現(xiàn)頻綜小型化方面的優(yōu)越性。
　　為了進(jìn)一步的提高相噪和雜散抑制性能，通過分析環(huán)路結(jié)構(gòu)對(duì)輸出信號(hào)相噪的影響，確定采用DDS+M/N環(huán)+倍頻方案，并對(duì)頻綜LTCC版圖布局進(jìn)行深入的研究，最終把整個(gè)鎖相環(huán)路和混頻器倍頻鏈路集成在一整塊LTCC基板上，結(jié)果顯示整個(gè)基板面積僅為40mmx35mm。為接下