【摘 要】
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微波频率源常作为雷达、卫星、无线基站等重要通信系统中的本地振荡源,对整个系统的性能起着至为关键的作用。随着对振荡源相位噪声、输出频率和输出功率的要求越来越高,推-
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微波频率源常作为雷达、卫星、无线基站等重要通信系统中的本地振荡源,对整个系统的性能起着至为关键的作用。随着对振荡源相位噪声、输出频率和输出功率的要求越来越高,推-推型振荡器得到越来越多的关注。本文将差分带通滤波器应用到推-推型振荡器设计中,设计具有较高复数品质因数和共模抑制特性的差分带通滤波器作为推-推型振荡器的共用选频网络,使推-推型振荡器完全对称,更有利于设计出低相噪、高基波抑制度和高二次谐波输出功率的推-推型振荡器。本文首先从推-推型振荡器的发展和理论基础入手,介绍了推-推型振荡器的工作原理以及影响其相位噪声的因素,为后文振荡器设计提供了理论指导。结合差分滤波器的工作原理设计得到具有高复数品质因数和抑制共模噪声特性的差分带通滤波器,将差分带通滤波器作为推-推型振荡器的选频元件,通过计算复数品质因数峰值确定振荡频点,最终设计出具有优良相位噪声性能的推-推型振荡器。本文基于复数品质因数峰值设计了一款工作频率为12.23GHz的并联反馈型振荡器,介绍了详细的设计仿真步骤,为后文推-推型振荡器设计提供了理论参考;在上面仿真基础上,采用微带差分带通滤波器设计了工作在X波段的推-推型振荡器,合路器输出频率为8.37GHz,偏离载频1MHz处的相位噪声为-134.6dBc/Hz,FOM(figure of merit)值为-197.03dBc/Hz,相比其他己发表的推-推型振荡器具有较低的FOM值;为了将推-推型振荡器推广到更高频段,第二款推-推型振荡器采用基片集成波导结构差分带通滤波器作为选频元件,输出频率为27.8GHz,偏离载频1MHz处的相位噪声为-128.6dBc/Hz,FOM值为-201.5dBc/Hz,相比第一款,其相位噪声性能有了进一步的提升。实测结果表明,所设计两款推-推型振荡器都基本达到预期的实验效果,证明本文的理论分析是正确的,设计方案可行。
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