【摘 要】
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频率综合器是电子系统中的核心部件。随着电子系统的快速发展,系统对关键指标的要求不断提升,使得对频率合成器的性能要求也越来越高。因此,研究微波毫米波频率合成器具有重
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频率综合器是电子系统中的核心部件。随着电子系统的快速发展,系统对关键指标的要求不断提升,使得对频率合成器的性能要求也越来越高。因此,研究微波毫米波频率合成器具有重要的意义和应用价值。本文以检波式瞬时测频系统为应用背景,以研究和设计具有快速变频性能的微波毫米波信号源为目标,在详细阐述和分析了几种常用的频率合成技术的优点与缺点的基础上,采用直接数字频率合成技术(DDS)与直接频率合成技术(DS)相结合的方式,对微波毫米波高速扫频源进行研究与设计。根据X波段和Ka波段高速扫频源的输出频率和带宽要求,对频率关系以及系统性能指标进行估算,确定了扫频源的实施方案:扫频源的数字电路部分均采用DDS与FPGA相结合的形式,DDS在1GHz的参考信号和FPGA的控制下输出窄带调频信号;模拟电路部分则根据不同的频段采用不同的倍频方式:X波段采用×3×3×8三级倍频的方式,Ka波段采用×7×3×4×3四级倍频的方式。该方案不仅能够满足检波式瞬时测频系统纳秒级的测试变频速度,而且还具有高频率分辨率和低相位噪声的特性。两个扫频源均采用上位机程序进行控制,通过改变扫频源的起止频率、跳频步进和跳频时间等参数,实现扫频源线性调频和点频输出两个主要功能。最后,对所设计的高速扫频源系统进行测试,结果表明:X波段扫频源的输出频率为9.9-10.5GHz,最小跳频时间24ns,相位噪声低于-84dBc/Hz@1kHz,杂散抑制度大于34dBc,输出功率大于5.8dBm;Ka波段扫频源的输出频率为34.5-35.5GHz,最小跳频时间24ns,相位噪声低于-80dBc/Hz@1kHz,杂散抑制度大于20dBc,输出功率大于1.8dBm。X波段和Ka波段的高速扫频源系统均满足检波式瞬时测频系统的技术指标。
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