Ka波段高性能頻率合成器的設(shè)計(jì).pdf

1、頻率合成器是現(xiàn)代電子系統(tǒng)的重要組成部分，是決定電子通訊系統(tǒng)性能的關(guān)鍵部件。隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展，系統(tǒng)對頻率合成器的精度、頻率分辨率、轉(zhuǎn)換時(shí)間和頻譜純度等指標(biāo)提出了越來越高的要求。微波由于具有波長較短、頻帶較寬以及與大氣相互作用等特性，已廣泛應(yīng)用于制導(dǎo)、電子對抗、微波通信等領(lǐng)域。本課題即是為了研制小步進(jìn)情況下的低相噪微波波段頻率合成器。 頻率合成技術(shù)關(guān)注的是如何得到純凈的頻率源，本文首先介紹了頻率合成器的主要結(jié)構(gòu)，包括直接頻率合

2、成、間接頻率合成(即鎖相環(huán)合成技術(shù))、直接數(shù)字合成(Direct Digital Synthesis，DDS)以及混合式結(jié)構(gòu)。從相位噪聲和雜散的角度分析了這些頻率合成方案的優(yōu)缺點(diǎn)。 為了分析級聯(lián)系統(tǒng)的輸出相位噪聲及雜散，接下來針對頻率合成器的主要部件，如鎖相環(huán)(Phase Locked Loop，PLL)、混頻器、分頻器和倍頻器，推導(dǎo)出相位噪聲模型并分析了這些器件產(chǎn)生雜散的主要原因。除此之外，在頻率綜合器設(shè)計(jì)中，電磁屏蔽也是必須

3、要考慮的一個(gè)環(huán)節(jié)。接下來給出了電磁屏蔽的注意事項(xiàng)。然后結(jié)合以上的分析，給出了頻率綜合系統(tǒng)設(shè)計(jì)的流程，為頻率合成器系統(tǒng)級設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。 在以上分析的基礎(chǔ)之上，根據(jù)項(xiàng)目要求，本文提出了采用混頻鎖相環(huán)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)11.1～13.1 GHz小步進(jìn)、低相位噪聲頻率合成器的設(shè)計(jì)方案。該方案存在的主要問題是變頻后，信號的相對帶寬大大增加，鎖相環(huán)反饋分頻器N值變化范圍增大，致使等效VCO增益在整個(gè)信號通帶內(nèi)變化太大，從而導(dǎo)致整個(gè)通帶內(nèi)的相位噪聲曲線