低相噪毫米波点频源研究

在现代微波毫米波系统中,源的质量在很大程度上决定了系统的性能。在源的诸多指标中,相位噪声是重要的指标之一。源的相位噪声指标和系统的灵敏度密切相关,而灵敏度是许多高性能系统的关键指标之一,所以低相噪源在高性能系统中被广泛采用。本文研究设计了一个低相噪毫米波点频源。该源工作在Ka频段,本文采用基于介质振荡器与倍频的方案,在Ku频段实现一个低相噪的介质振荡器,再通过倍频器将之倍频到Ka频段。整个倍频链包括一个放大器、三个滤波器、一个倍频器和一个微带探针到矩形波导的过渡。采用此方案的优点是源的相位噪声低、易实现且成本较低。本文首先介绍了基于介质振荡器的低相噪毫米波源基本理论。介绍了信号产生的理论基础、介质振荡器的基本原理、介质谐振器与微带线的耦合模型、信号源的相位噪声和相噪线性化模型、缓冲放大器和滤波器等相关理论。其次,本文介绍了所采用的基于介质振荡器的低相噪毫米波点频源设计方案,并详细介绍了基于介质振荡器的低相噪毫米波源中每个部件的设计方法。包括介质振荡器、缓冲放大器、滤波器、倍频器和微带探针到波导过渡的设计方法。最后,本文给出了所设计的电路实物图和测试结果,输出频率27.508GHz,相位噪声-82dBc/Hz@10kHz offset,输出功率10.11dBm。并对测试结果进行了分析,提出了后续改进措施。