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微波振荡器是移动通信系统和自动化测量系统中最关键的组件之一,振荡器的性能直接影响系统的噪声、灵敏度和工作带宽等性能。随着移动通信和自动化测试技术的迅猛发展,系统要求振荡器在满足高相位噪声指标和功率指标条件下具有宽带调谐范围。本文的主要工作为以下几个方面：研究了VCO (Voltage Controlled Oscillator)的动态和VCO的主要工作指标和影响各指标的主要因素,研究了两种宽带振荡器YTO (YIG Tuned Oscillator)和VCO,对比它们的优劣之后采用VCO技术作为研制的技术路线,并研究了VCO在实际系统中的位置和作用。研究了小信号Y,Z参数法和大信号Y参数法,并以此为基础分析了振荡器稳定振荡时的分布参数。结合ADS (Advanced Design System)对采用各种分布参数设计的振荡器的性能进行了仿真。在分析三极晶体管建模方法和重要性的基础上,对三极晶体管BFP520和变容二极管BB857进行建模。并分析了BFP520和BB857中会对VCO的工作频率和相位噪声指标造成影响的关键参数。通过对VCO相位噪声理论的分析,得出谐振器的Q值是影响VCO相位噪声的关键因素。在比较了几种易于平面电路集成的谐振器Q值优劣之后,为VCO设计了一款具有高Q值的耦合谐振器,并通过理论计算得出,在同等条件下耦合谐振器的Q值为普通微带谐振器的两倍。利用ADS软件对VCO的偏置电路、谐振器、调谐电路、输出滤波器和用于产生负阻抗的分布电感进行了原理图和版图仿真,得到满足VCO工作条件的各个网络,结合ADS的瞬态仿真和谐波仿真对VCO的整体电路进行了版图仿真,VCO仿真相位噪声优于-78dBc/Hz@10kHz,功率优于5dBm,调谐灵敏度优于300MHz/V。最后对设计的VCO进行制作并调试,验证了耦合谐振器优良特性,得到了一个工作带宽为3-6.2GHz的高性能VCO。其相位噪声优于-100dBc/Hz@100kHz,带内功率高于2dBm,调谐灵敏度优于400MHz/V。