【摘 要】
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在所有现代雷达和无线通信系统中,广泛需要VCO(压控振荡器)以提供载波发生和频率变换。相位噪声是VCO的重要指标之一,提高谐振回路的Q值可以有效改善相位噪声。在微波频段,通
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在所有现代雷达和无线通信系统中,广泛需要VCO(压控振荡器)以提供载波发生和频率变换。相位噪声是VCO的重要指标之一,提高谐振回路的Q值可以有效改善相位噪声。在微波频段,通常使用半导体变容二极管来实现VCO的频率电调谐,而变容二极管自身的损耗将极大地降低了整个谐振回路的Q值,从而引起振荡器相位噪声的恶化。从目前的资料来看,在微波频段,BZN(铌酸锌铋)器件与变容二极管相比,损耗更低,Q值更高,所以预计基于BZN薄膜研制的压控电容将有效改善VCO的相位噪声。本文研究了基于BZN薄膜压控电容的分布参数压控振荡器的低噪声设计和锁相技术。解决的主要关键问题有:1.针对BZN电容测量面临的技术难题,详细研究了电容高频测量方法以及测量系统的校准方法。2.详细分析压控振荡器和锁相环的噪声来源,提出相位噪声优化的具体措施。3.研究了裸芯片的焊接技术和寄生参数影响因素的分析。本文完成了基于TRL校准方法的BZN电容测试平台;采用变容二极管完成了适用于BZN变容管的X波段VCO的设计,在调压范围内,相位噪声为–92.8dBc/Hz@100kHz;采用鉴相芯片ADF4112设计了锁相环,进一步改善压控振荡器的近端噪声,锁相后偏离载频100kHz处相位噪声-85.4dBc/Hz。针对电路存在的不足,提出进一步改进的措施。
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