毕业设计（论文）-Ku波段单刀双掷吸收式开关.doc

分类号：分类号：tn454tn454 u u d d c c：d10621-408-(2007)0403-0d10621-408-(2007)0403-0 密密 级：公级：公 开开 编编 号：号：20030222382003022238 成成 都都 信信 息息 工工 程程 学学 院院 学学 位位 论论 文文 kuku 波段单刀双掷吸收式开关波段单刀双掷吸收式开关 论论文作者姓名：文作者姓名： 申申请请学位学位专业专业： ： 电电子信息工程子信息工程 申申请请学位学位类别类别： ： 工学学士工学学士 指指导导教教师师姓姓名名： ： 论论文提交日期：文提交日期： 2008 年年 06 月月 05 日日 kuku 波段单刀双掷吸收式开关波段单刀双掷吸收式开关 摘摘 要要 微波振荡器主要用于微波收、发信机的本地振荡、微波测量系统的基本信 号源等，其性能好坏直接影响微波系统性能的优劣和测量精度。随着毫米波技 术的不断发展和工程实用化要求的进一步提高，微波系统对振荡器的要求也越 来越高。介质振荡器具有频率稳定度高、易调谐、功耗低、结构简单等优点， 可广泛用于移动通信、微波通信、智能天线等系统中。 本课题对“x 波段介质振荡器”作了研究，应用负阻法设计了 9.6ghz 介质 振荡器，并详细分析了振荡器的基本原理及其主要技术指标。介绍了 mesfet dro 和放大器的工作原理和设计方法，并给出了整个电路的仿真结果。最终经 ads 仿真、优化得到输出功率 pout 10dbm，相位噪声 pnmx 1；b=0.4180，所以放大器是绝对稳定的。atf26884 本身的最大 增益不高，但我们设计的是点频振荡器，不需要大的带宽，所以上图已经满足 缓冲放大器的设计要求了。 .2 振荡器和放大器联合仿真振荡器和放大器联合仿真 设计完振荡器和放大器后，我们还需检验一下振荡器在以放大器为负载时 会不会有较大的振荡频率偏移。把振荡器和放大器级联在一起，使用仿真器 harmonic balance 仿真(大信号仿真)，其电路拓扑图如下所示： 图 3-17 在ads中 振荡器和放大器联合仿真框图 经优化调试后检验结果：振荡频率仍然是9.6ghz，没有发生频率迁移。如 调试过程中发生了改变的话，仍需继续进行整体优化。 图 3-18 振荡器频谱 经过auto cad软件的设计，可得联合仿真图的版图如下， 123456708 -80 -60 -40 -20 0 -100 20 harmindex dbm(vout) m1 m1 harmindex= dbm(vout)=13.758 1 第 26 页 共 29 页 204060800100 -170 -160 -150 -140 -180 -130 noisefreq, khz nc1.vout.pnmx, dbc m2 m3 m2 noisefreq= nc1.vout.pnmx=-153.6 dbc 10.00khz m3 noisefreq= nc1.vout.pnmx=-172.4 dbc 100.0khz 图319 电路版图 3.53.5 相位噪声分析相位噪声分析 lesson 公式描述了引起 vco 相位噪声的不同元件的作用。lesson 公式 如 下式所示： 2 0 2 1 10log 8 pm lm ffkt l aqf 其中： pml 单边带相位噪声dbc/hz； f 是器件的噪声系数； 是振荡器的载波频率； 0 f k 是玻尔兹曼常数; t 是温度； a 是振荡器的输出功率； 是振荡器的有载 值； l qq 是偏离载波的频率大小。 m f 减小dro的相位噪声一般有如下方法：1、提高振荡器的有载值；2、选q 用噪声系数低的器件；3、加上散热片。 振荡器仿真噪声结果如图： 由图可得相位噪声为153.6dbc/hz10khz, - 172dbc/hz100khz，此结果已经达到了预期指标 95dbc/hz10khz,110dbc/hz100khz. 图3-20 噪声仿真结果 结结 论论 本文对介质振荡器（dro）和放大器等电路的工作原理和设计方法进行了分 析，并探讨了微波振荡器的设计方案及性能指标等内容。在本课题的研究过程 中，我们首先选择方案，确定一个合理的电路结构，然后根据电路的各个组成 部分在整个系统中所起的作用进行相应的设计，并通过软件仿真和优化得到最 优的电路拓扑结构，这样的程序保证了设计的正确性和有效性。本文对后续工 作有两点建议可供参考：（1）在实际调试工作中，要是调试效果不是很好，可 第 27 页 共 29 页 以根据实际情况将介质磨薄，或在介质下面加介电常数较低的介质；（2）如果 输出的噪声系数较大，则降低振荡器输出功率，增大放大器的放大倍数以降低 相位噪声并。 本课题对今后进一步设计低噪声、高频率稳定度的微波毫米波频率源有一 定的参考价值。但随着毫米波技术的不断发展和工程实用化要求的进一步提高， 对振荡器的要求也越来越高。用单一的介质振荡器 dro、压控振荡器 vco 等， 都难以达到优良的性能。而锁相技术的迅速发展，为提高微波振荡源的性能提 供了一条新途径。因此，建议在后续研究中可以考虑使用锁相技术。 参考文献参考文献 1 李宗谦，佘京兆，高葆新. 微波工程基础m .北京： 清华大学出版社， 2004，1：336-383。 2 guillermo gonzalez美.微波晶体管放大器分析与设计m.白晓东译.北京：清华大 学出版社，2003。 3 唐军.ku 波段介质稳频锁相环频率源设计d.成都：电子科技大学硕士论文， 第 28 页 共 29 页 2006，5。 4 卢士强.ku 波段低相噪频率合成器d.成都：电子科技大学硕士论文，2006，5。 5 杨霖，陈勇，顾忠诚.用负阻法实现介质振荡器设计j.电子产品世界，2005.3/下半 月。 6 李桂萍，徐军，罗慎独，薛良金.ka 频段介质稳频振荡器的研制j.电子科技大学学 报，2003.12。 7 连汉雄.微波锁相振荡源m.北京：人民邮电出版社，1982.3。 8 joey810824.晶振的基本原理及特性eb.网易./,2007.5.9. 9 christopher e.kuklewicz,eser keskiner, franco n.c.wong,and jeffrey h.shapiro. research laboratory of electronicsp,massachusetts institute of technology, cambridge, ma 02139 . 10 张金玲，杨金生.多层微带线 s 参量模拟研究j.真空电子技术，2005，3。 11 顾其诤，项家桢，袁孝康等.微波集成电路设计m.北京：人民邮电出版社，1978。 第 29 页 共 29 页 致致 谢谢 本文是在唐军老师的热情关心和指导下完成的，他渊博的知识和严谨的治 学作风使我受益匪浅，对顺利完成本课题起到了极大的作用。在此向他表示我 最衷心的感谢！ 感谢实验室和教研室的老师及电子科技大学金海焱老师在课题研究初期给 予的帮助，在他们的帮助下课题才得以很好的展开，有了一个很好的开端！ 在论文完成过程中，本人还得到了其他老师和许多同学的热心帮助，本人 向他们表示深深的谢意！ 最后向在百忙之中评审本文的各位专家、老师表示衷心的感谢！ 作者简介 姓 名：杨莉 性别： 女 出生年月：1985 年 8 月 民族： 汉 e-mail: 第 30 页 共 29 页 声声 明明 关于学位论文使用权和研究成果知识产权的说明： 本人完全了解成都信息工程学院有关保管使用学位论文的规定，其中包括： （1）学校有权保管并向有关部门递交学位论文的原件与复印件。 （2）学校可以采用影印、缩印