宽带小步进频率源研制
发布时间：2021-07-26 16:25
现今的电子系统更新换代的速度很快,且每次更新换代,其性能指标都会有一个质的提升,这对频率源的性能提出更高的要求,要求其具备更宽的输出带宽、更小的频率步进、更短的变频时间、更高的杂散与谐波抑制度、更低的相位噪声,同时还要求具备低功耗、轻量化、小型化等特点。本文针对现有射频微波频率源存在输出频率范围窄、频率步进大、频率转换时间长等问题,采用理论分析、仿真计算、实验验证相结合的研究方法,在射频微波频率源的宽带输出、高分辨率、捷变频等设计技术方面进行了深入研究。本文的主要研究工作包括:1.采用小数分频频率合成方案,设计了一款基于小数分频锁相环的0.053GHz宽带小步进频率源。该频率源在工作频段内最小频率步进为2Hz,杂散抑制大于70dBc,频率转换时间小于95μs,输出功率大于2.94dBm,相位噪声优于-90dBc/Hz@1kHz、-93dBc/Hz@10kHz。2.采用可变参考源驱动锁相环的频率合成方案,设计了一款0.115GHz超宽带小步进频率源。测试结果显示该频率源的最小频率步进为3Hz,远端杂散抑制大于50dBc,频率转换时间小于100u...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
4GHz注入锁定PLL芯片版图
ulJain等人基于0.18umSiGeBiCMOS工艺设计了22/77GHz毫米波双频锁相频率合成器，该频率合成器在两个频带之间共享除VCO以外的所有电路，其工作频率范围为23.8~26.95GHz与75.67~78.5GHz，在两个频带中，其相位噪声均优于-100dBc/Hz@1MHz[11]。2009年，HivaHedayati等人采用0.18微米CMOS工艺设计了3GHz宽带SigmaDelta分数频率合成器，该频率合成器的频率精度为0.1ppm，相位噪声优于-107dBc/Hz@100kHz、-130dBc/Hz@3MHz[12]。2010年，XiaoleiGai等人基于0.8umSiGeHBT工艺研制了一个超低相位噪声锁相环频率源，其具体的原理图如图1-2所示，该频率源输出频率范围为29.9GHz~33.1GHz，当输出频率为32GHz时，相位噪声为-112dBc/Hz@1MHz[13]。图1-2锁相环频率源原理图2011年，XiaoleiGai等人设计了一款毫米波频率合成器，该频率合成器具体的原理框图如图1-3所示，其内部包括一个频率采集回路和锁相环回路，该频率合成器最终实现调频带宽为3.8GHz，相位噪声为-106dBc/Hz@1MHz(35GHz)，调频
电子科技大学硕士学位论文4时间为2us[14]。图1-3毫米波频率合成器原理框图2012年，TeerachotSiriburanon等人基于65nmCMOS工艺设计了一款VCO，该VCO的输出频率范围为16.3~19.3GHz，输出频率为19.1GHz时的相位噪声为-105dBc/Hz@1MHz，对应的到的FigureofMerit(FoM)值为-182dBc/Hz，核心振荡器的功耗为7.5mW[15]。2013年，RunLevinger等人基于0.13μmSiGe工艺设计和实现了一款Ku波段频率合成器，该频率合成器在15.4~16.7GHz的工作频段内输出功率约为-6dBm，杂散抑制为44dBc，其在偏离输出频率100kHz、1MHz与10MHz时的相位噪声分别优于-84dBc/Hz，-111dBc/Hz和-131dBc/Hz[16]。2014年，WanghuaWu等人基于65nmCMOS工艺设计了一款全数字小数N分频锁相环，其具体框图如图1-4所示，该锁相环在56.4~63.4GHz的工作频段内带内相位噪声达到了-75dBc/Hz，杂散抑制优于70dBc[17]。图1-4全数字小数N分频锁相环系统框图
【参考文献】：
期刊论文
[1]小数分频频率合成器的研究和实现[J]. 施自胜,苗镇南. 军事通信技术. 1990(02)
博士论文
[1]微波毫米波雷达频率源关键技术研究[D]. 胥鑫.电子科技大学 2015
[2]W波段相参频率源技术及应用研究[D]. 吴涛.电子科技大学 2010
硕士论文
[1]应用于超宽带毫米波频率源的40GHz分频器研究与设计[D]. 阎述昱.东南大学 2018
[2]宽带低相噪小步进频率综合器的研制[D]. 张凯.南京理工大学 2018
[3]基于PLL的Ku波段频率源设计与测试[D]. 谷玉彬.燕山大学 2014
[4]基于LTCC技术的L波段低相噪频率源小型化设计[D]. 朱立正.电子科技大学 2012
[5]步进频率连续波探地雷达信号源设计与实现[D]. 王华.国防科学技术大学 2009
[6]宽带细步进低杂散信号源的实现[D]. 刘情.电子科技大学 2007
[7]X波段宽带频综源的研究[D]. 郑秀云.电子科技大学 2005
本文编号：3303912
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
4GHz注入锁定PLL芯片版图
ulJain等人基于0.18umSiGeBiCMOS工艺设计了22/77GHz毫米波双频锁相频率合成器，该频率合成器在两个频带之间共享除VCO以外的所有电路，其工作频率范围为23.8~26.95GHz与75.67~78.5GHz，在两个频带中，其相位噪声均优于-100dBc/Hz@1MHz[11]。2009年，HivaHedayati等人采用0.18微米CMOS工艺设计了3GHz宽带SigmaDelta分数频率合成器，该频率合成器的频率精度为0.1ppm，相位噪声优于-107dBc/Hz@100kHz、-130dBc/Hz@3MHz[12]。2010年，XiaoleiGai等人基于0.8umSiGeHBT工艺研制了一个超低相位噪声锁相环频率源，其具体的原理图如图1-2所示，该频率源输出频率范围为29.9GHz~33.1GHz，当输出频率为32GHz时，相位噪声为-112dBc/Hz@1MHz[13]。图1-2锁相环频率源原理图2011年，XiaoleiGai等人设计了一款毫米波频率合成器，该频率合成器具体的原理框图如图1-3所示，其内部包括一个频率采集回路和锁相环回路，该频率合成器最终实现调频带宽为3.8GHz，相位噪声为-106dBc/Hz@1MHz(35GHz)，调频
电子科技大学硕士学位论文4时间为2us[14]。图1-3毫米波频率合成器原理框图2012年，TeerachotSiriburanon等人基于65nmCMOS工艺设计了一款VCO，该VCO的输出频率范围为16.3~19.3GHz，输出频率为19.1GHz时的相位噪声为-105dBc/Hz@1MHz，对应的到的FigureofMerit(FoM)值为-182dBc/Hz，核心振荡器的功耗为7.5mW[15]。2013年，RunLevinger等人基于0.13μmSiGe工艺设计和实现了一款Ku波段频率合成器，该频率合成器在15.4~16.7GHz的工作频段内输出功率约为-6dBm，杂散抑制为44dBc，其在偏离输出频率100kHz、1MHz与10MHz时的相位噪声分别优于-84dBc/Hz，-111dBc/Hz和-131dBc/Hz[16]。2014年，WanghuaWu等人基于65nmCMOS工艺设计了一款全数字小数N分频锁相环，其具体框图如图1-4所示，该锁相环在56.4~63.4GHz的工作频段内带内相位噪声达到了-75dBc/Hz，杂散抑制优于70dBc[17]。图1-4全数字小数N分频锁相环系统框图
【参考文献】：
期刊论文
[1]小数分频频率合成器的研究和实现[J]. 施自胜,苗镇南. 军事通信技术. 1990(02)
博士论文
[1]微波毫米波雷达频率源关键技术研究[D]. 胥鑫.电子科技大学 2015
[2]W波段相参频率源技术及应用研究[D]. 吴涛.电子科技大学 2010
硕士论文
[1]应用于超宽带毫米波频率源的40GHz分频器研究与设计[D]. 阎述昱.东南大学 2018
[2]宽带低相噪小步进频率综合器的研制[D]. 张凯.南京理工大学 2018
[3]基于PLL的Ku波段频率源设计与测试[D]. 谷玉彬.燕山大学 2014
[4]基于LTCC技术的L波段低相噪频率源小型化设计[D]. 朱立正.电子科技大学 2012
[5]步进频率连续波探地雷达信号源设计与实现[D]. 王华.国防科学技术大学 2009
[6]宽带细步进低杂散信号源的实现[D]. 刘情.电子科技大学 2007
[7]X波段宽带频综源的研究[D]. 郑秀云.电子科技大学 2005
本文编号：3303912
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