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本文综合使用了介质振荡器(DRO)、直接数字频率合成技术(DDS)、锁相环(PLL)、倍频和混频等技术设计并制作了线性调频源。本文设计的线性调频源有三个显著特点:高线性度、高频率稳定度和相参特性。由于采用DDS技术,提高了线性调频源的线性度;利用温度补偿技术改善了频率稳定度;线性调频源的所有基准信号都由一个介质振荡器提供,从而构成了相参系统。线性调频源电路的测试结果如下:输出频率为24.7-24.9GHz,功率为-19.17dBm,相位噪声为-92.77dBc/Hz@100kHz,-115.95dBc/Hz@1MHz。
文中首先介绍了频率源和线性调频源的概况,详细剖析了反射型介质振荡器的基本原理,并设计了8GHz共源结构的反射型介质振荡器。设计中使用HFSS和ADS仿真软件进行联合仿真来确定电路各部分的参数,然后进行实物电路的制作与调试,实物测试结果如下:常温下输出功率为12.17dBm,相位噪声为-114dBc/Hz@100kHz,-118.8dBc/Hz@1MHz。为了提高DRO的频率温度稳定度,使用高低温试验箱测出介质振荡器(DRO)输出频率的温度特性曲线,并运用温度传感器、运放和变容管制作了温度补偿电路,使DRO的频率温度稳定度达到1.33ppm/℃。
通过耦合电路将介质振荡器(DRO)的输出信号耦合出一路信号进行分频,得到400MHz的时钟信号。电路的性能指标如下:输出功率为-1.3452dBm,相位噪声为-127dBc/Hz@10kHz,-143dBc/Hz@100kHz,-153dBc/Hz@1MHz。运用教研组现有的DDS+PLL电路,时钟信号采用上述DRO电路分频后输出的400MHz信号。通过编程输出700-900MHz的线性调频波。
将介质振荡器(DRO)输出的8GHz信号进行三倍频后与直接数字频率合成(DDS)+锁相环(PLL)电路输出的700-900MHz的线性调频波进行混频,输出24.7-24.9GHz的线性调频波。
最后,分析了测试结果并给出了一些改进的措施。