【摘 要】
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随着无线通信技术的蓬勃发展,微波器件在通信系统中使用的频率越来越高。微波振荡器作为提供本振信号的器件,在通信系统中扮演了举足轻重的角色。振荡频率、相位噪声、输出功率和谐波抑制是微波振荡器的重要性能指标。其中相位噪声是最重要的。因此,本文从理论原理、拓扑结构、设计方法等方面着手,探索具有低相位噪声性能的微波振荡器。主要工作包含以下几个方面:1.提出了两款新型并联反馈型单端振荡器。其一,提出基于E型双
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随着无线通信技术的蓬勃发展,微波器件在通信系统中使用的频率越来越高。微波振荡器作为提供本振信号的器件,在通信系统中扮演了举足轻重的角色。振荡频率、相位噪声、输出功率和谐波抑制是微波振荡器的重要性能指标。其中相位噪声是最重要的。因此,本文从理论原理、拓扑结构、设计方法等方面着手,探索具有低相位噪声性能的微波振荡器。主要工作包含以下几个方面:1.提出了两款新型并联反馈型单端振荡器。其一,提出基于E型双模阶跃阻抗的滤波器,在通带旁产生了一个传输零点,以此提高群时延。测试结果表明,基于该滤波器的振荡器工作在3.52 GHz,相位噪声为-122.23 d Bc/Hz@100 k Hz,输出功率为2.21 d Bm。其二,提出了具有紧凑结构的梳状线环形滤波器,具有三个传输零点可灵活移置的特点。基于该滤波器的振荡器工作于2.01 GHz时,相位噪声测试结果为-128.59 dBc/Hz@100 kHz,是目前国内外公开报道的S波段振荡器中的最低相位噪声。同时,实现了8.32 d Bm的高输出功率。与同类器件相比,该振荡器具有优越性能。2.提出了一款新型并发双频振荡器。通过设计一个四端口双工器和一个三端口双工器实现两个回路子振荡器的并联,并首次通过低噪声放大器级联的形式改善振荡器的输出功率。作为验证,设计加工了一个振荡器实例,中心频率分别为2.01 GHz和3.51 GHz,在偏移载波100 k Hz处,相位噪声分别为-118.97和-122.67d Bc/Hz,在测试的全频段内实现了大于51.45 d B的谐波抑制性能。该双频振荡器展现出了优越的相位噪声和谐波抑制性能。3.提出了一款高性能的压控振荡器。设计一个基于电磁混合耦合的可调滤波器,其在调谐范围内具有恒定绝对带宽,将其运用于压控振荡器的设计。测试结果表明,实现了调谐范围为1.745-2.284 GHz,约为26.76%。在所有调谐范围内,相位噪声为-113.61至-118.71 d Bc/Hz@100 k Hz,二次谐波抑制达48.7 d B。与同类型文献相比,设计的压控振荡器不仅实现了较低的相位噪声性能,还保证了较宽调谐范围,同时表现出了突出的谐波抑制能力。
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