论文研究-X波段低相位噪声介质谐振振荡器(DRO)的设计 .pdf

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X波段低相位噪声介质谐振振荡器(DRO)的设计,高永森,唐宗熙,介绍了介质谐振器(DR)的相关理论,分析了影响振荡器相位噪声的一些主要因素,并提出了相应的改善振荡器相位噪声措施。最后通过�
山国科技文在线 http://www.paper.edu.cn 功率是 ,假设振荡器的输岀功率是,则在任何偏移频率下的相位噪声不可能 比 更好。振荡器外部负载的电压驻波比的变化也会影响相位噪声的性能,可以 利用隔离器或放大器将振荡器和负载隔离开。振荡器的输出单变带相位噪声可以用 模型来表示 o Oo φ △a △ κ:输出相位噪声的功夲谱密度.:玻耳兹曼常数.:噪声系数.ω:振荡频率 噪声的半功率点频率 输出功率.:有载品质因数.△o:频偏 从上式可看岀,提高有载品质因数和适当的输岀功率以及降低振荡尜的噪声系数都可以改 善输出相位嗓声 X波段的介质谐振振荡器的设计 从以上的分析中我们可以从以下几个方血来改输出的相位噪声.对于放大部分应 选择/噪声低和噪声系数小的放大管.对于介质谐振器应采取响应的措施提高有载品 质因数如使用高值的介质,用屏蔽腔闱住介质谐振器来减小辐射,介质与腔体的距离要 适当,以免增加导体损耗,介质谐振器的耦合不能太强 用低噪声设计方法设计.设 置合适的工作点和稳定的偏置,以减小非线性和电源的影响.本文设计使用的是圆柱型 介质块,高为 直径为 介电场数为,无载品质因数为3900,频率温度系 数为十 基片厚度为 ,介电常数为,导体厚度为 实测孤立 介质的谐振频率为 而设计输出频率为 ,这可在屏蔽腔内的介质上方增加 可调短路板来实现谐振频率的改变,其调谐范围一般为1%到%.本次设计的放大部分采 用两级放大,使用的两个放大管型好为NE3210S01.设计步骤如下:1)首先用场仿貞软件(如 )仿真岀介质与两根微带线在屏蔽腔内耦合的参数.设置工作点在叩乙类 用高频仿真软件如 设计出合适的匹配.使电路在开环状态下不会自激.把 介质谐振器的仿真参数结果导入到高频仿真软件中形成闭坏电路,再优化调节匹配直至达 到满意的信号输出.仿真结果如下: -113 tarmindexs 12J noisefree=10.00kHz dBm(vout)=12.363 lrmx=-11838 130 harmine=2 d Bm(vout)=-37961 =-140 0.0 0.2 0.6 0.8 10 noisefree, MHz harmindex 图输出相位噪声 图输出谐波功率 山国武技论文在线 http://www.paper.edu.cn 从以上的数据看出结果是令人满意的. 结束语 木文给出了介质谐振振荡器改善相位噪声的一些方法和设计介质谐振振荡器的一般步 骤.介质谐振器由于其非常高的品质因数,作用于调谐网终大大增加了频率的稳定性.但由 于介质谐振器电调范围窄,而且由此引入了额外的噪声,所以介质谐振振荡器一般用作点频 频率源 参考文献 [1ˉ顾其诤《介质谐振微波电路》人民邮电出版19864-39 L2. Inder Bahl, Prakash bhartia《徵波固态电路设讣》电子工业出版社200653-55319-328 「3^ David m. Pozar《微波工程》电子工业出版社206509-513 [4.W.P. Robins《相位噪声》人民邸电出版198853-68 15 Muhammad Mizan, Dana. Sturzebecher, Thomas Higgins, et al. An X-Band, High Power Dielectric Resonator Oscillator for Future Military Systems 1993 16. Danny Elad, Asher Uad jar. K band very low noise DRo 1995

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