x波段低噪声取样锁相倍频器的研究和实现

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1、摘要摘要随着测控通信技术的不断进步与发展，对频率源的相位噪声、频谱纯度和频率稳定度等性能给予更严格的要求。目前的频率源一般使用下面四种倍频方式：直接倍频、模拟锁相倍频、数字锁相倍频、取样锁相倍频。其中，取样锁相倍频技术已成为实现较高性能频率源的主要倍频技术。在微波频段，取样锁相倍频器具有输出频率高、附加相位噪声小、体积功耗小等特点，因此被大量的运用到了航空、军事、卫星通信等不同领域。国内一些科研机构对取样锁相技术已有多年的研发和实践经验，然而由于取样锁相中使用的取样鉴相器（SPD）给环路带来不稳定因素，给设计实现增

2、加了较高的难度。针对上述情况，本文通过深入的原理分析设计实现了X波段的低相位噪声取样锁相倍频器，其工作稳定且具有不错的性能指标，在设计中通过使用了ADS等仿真软件节省了不少时间，简化了设计过程，对今后的此类设计具有不错的参考价值。设计主要难点有：1．脉冲形成电路及扩捕电路的分析设计；2．取样锁相环路的设计与调试。本文中使用了100MHz晶振作为参考输入，利用取样锁相倍频技术，最终输出了频率7.9GHz，相位噪声在10KHz处为-112.71dBc/Hz，1GHz带宽内的杂波抑制优于75dBc，达到了很好的技术指标。

3、关键词：微波取样锁相扩捕扫描电路ABSTRACTABSTRACTWiththedevelopmentofcommunicationstechnology,therequirementforthefrequencysourceislowerphasenoise,morehighlypurespectrumandmorehighlyfrequencystabilization.Generallyweusefourmethodstoachievethefrequencysources:directfrequencysyn

4、thesizer,analogphase-lockedloopfrequencysynthesizer,digitalphase-lockedloopfrequencysynthesizer,samplingphase-lockedloopfrequencysynthesizer.Thesamplingphase-lockedloopfrequencysynthesizerbecamethemostlymethodtoachievethehigh-poweredfrequencysource.Inmicrowave

5、band,samplingphase-lockedloopwithhighoutputfrequency,lowaddingphasenoise,smallbulkandlowpower,andwaswidelyutilizedinsomefieldssuchasaviationmilitaryandsatellitecommunications.Multiplierswithsamplingphaselockedtechnologyhavebeenresearchedandappliedforyearsinsom

6、elocalinstitutes,butthankstothesamplingphaseddetector(SPD)importsomeunsteadinesstotheloop,soincreasedthedifficultyofdesignandimplementation.Underthisbackground,thearticlethroughin-depththeoreticalanalysistoimplementanX-bandlowphasenoisesamplingphase-lockedloop

7、frequencysynthesizer.Thesamplingphase-lockedloopfrequencysynthesizerworkedstablyandhadgoodcapabilities.ByusingtheADS,wemadethedesignsimple.Thedesignhasagoodreferencevalueinthefuture.Thetaskhasdifficultiesasfollowing:1.Toanalyzeanddesignthepulseformingcircuitan

8、dtheextendcapturescanningcircuit;2.Todesignanddebugthesamplingphaselockedloop。Accordingtothisessay,weuseda100MHzcrystaloscillatorasreferenceinput,throughsamplingphase-lockedtechniq