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《电子科技大学》 2001年
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W波段频率源技术研究与应用

张永鸿  
【摘要】: 随着通信和雷达的发展,人们对毫米波频率源的要求越来越高。简单的毫 米波固态源频率稳定度和相位噪声较差,难以满足要求,因此有必要研究以晶 振为参考源的W波段频率源。 本文第一章中介绍了W波段固态频率源的概况,指出研制高质量频率源 的必要性;第二章中对毫米波双端口振荡器进行了深入研究,研制成功W波 段模拟和数字锁相源;第三章针对W波段数字通信系统型号任务,研制成功 W波段可直接数字信号调频的锁相源,大大降低系统成本;第四章对微波毫米 波倍频器进行了研究;第五章中研制了W波段低相噪、低杂散的倍频源,并 介绍了其在雷达系统中的应用。 本文首先对毫米波双端口耿氏谐波振荡器中的二次谐波和基波的相互作 用进行了理论分析,研制成功高Q腔稳频的偏压调谐双端口振荡器和变容管调 谐双端口振荡器。在此基础上研制的W波段模拟锁相源在偏离载波10kHz处 的相位噪声达到-77dBc/Hz;而W波段数字锁相源具有体积小、可靠性高,便 于工程应用的特点。对毫米波锁相环中锁相的谐波混频中频与毫米波信号的相 位噪声关系进行了比较,指出了用锁相中频相位噪声代替毫米波锁相源指标的 不妥之处。文中还针对W波段通信系统型号研制任务,对锁相源直接数字信 号调频的可行性进行了理论分析,研制了高稳定、高可靠性、实用化的W波 段直接数字调频锁相源。研制的W波段军用数字通信系统和民用频率跟踪系 统具有成本低、可靠性高,便于应用的特点,并从实验角度证明了锁相源的直 接数字信号调频理论的正确性。 其次,本文对用于倍频的双平衡混频器输出频谱进行了分析,证明它适合 于偶次倍频。研制的P波段四倍频器倍频损耗为21.2dB,适合对晶振输出信号 进行低相位噪声倍频。文中还分析了PIN二极管的倍频机理,用理想的开关模 型对采用反向并联PIN二极管对的倍频器输出频谱和倍频损耗进行分析,指出 了它适合于奇次倍频。研制的C波段PIN管五倍频器倍频损耗达到了10.6dB, S波段倍频源在偏离载波10kHz处,相位噪声达到-136dBc/Hz。利用PHEMT 和混频二极管研制的U波段四倍频器最大倍频增益为3.5dB,经放大后输出功 率可达40mW,满足W波段基波注锁倍频源的要求。文中还对倍频源的噪声 和杂散来源进行了分析,并提出相应的解决办法,指出闪烁噪声对倍频源的影 响。研制的W波段倍频源相位噪声达到了-98dBc/Hz@10kHz,杂波抑制达到 65dB,并成功地应用于某雷达系统中。 最后,对锁相源和倍频源进行了比较,指出了把二者结合是实现低杂散、 低相位噪声毫米波频率源的有效途径。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:TN83

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 曹舟;高性能微波毫米波振荡器研究与应用[D];电子科技大学;2011年
2 詹铭周;小型毫米波频率合成技术研究[D];电子科技大学;2011年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 钟催林;Ka频段高稳电调倍频源研究[D];电子科技大学;2004年
2 马海虹;毫米波锁相源研究及应用[D];电子科技大学;2004年
3 詹铭周;W波段锁相倍频源技术研究[D];电子科技大学;2007年
4 陈波;W波段低相噪锁相源[D];电子科技大学;2007年
5 邓立科;W波段高次倍频源研究[D];电子科技大学;2007年
6 张晓;S波段DDS及其在W波段频率源中的应用[D];电子科技大学;2010年
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9 李占国;8~18GHz宽带微波频率源模块研究[D];电子科技大学;2010年
10 刘雪莉;100-110GHz倍频器的研制[D];电子科技大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 杨鹏;王姗姗;;3mm二倍频器的设计与实现[J];半导体技术;2010年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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6 王婧倩;孙厚军;;Ka波段微带探针型波导微带转换结构[A];2005年海峡两岸三地无线科技学术会论文集[C];2005年
7 胡晓娟;葛德彪;杨利霞;;MC-FDTD分析低频电磁脉冲对钢筋混凝土的穿透特性[A];2005年海峡两岸三地无线科技学术会论文集[C];2005年
8 林权;张永鸿;;三毫米波RCS测量雷达接收机[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(上)[C];2006年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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2 张英浩;毫米波被动双极化探测及相控阵扫描关键技术研究[D];南京理工大学;2011年
3 曹舟;高性能微波毫米波振荡器研究与应用[D];电子科技大学;2011年
4 王新稳;复解析保角变换在电磁工程中的应用研究[D];西安电子科技大学;2011年
5 徐建;被动型相干布居数囚禁原子钟系统关键技术研究[D];华中科技大学;2011年
6 杨远望;高性能频率合成技术研究与应用[D];电子科技大学;2011年
7 裴继红;基于模糊信息处理的图像分割方法研究[D];西安电子科技大学;1998年
8 程知群;砷化镓微波单片集成电路研究[D];中国科学院上海冶金研究所;2000年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈伟声;用于圆光栅编码器电子细分方法研究[D];华南理工大学;2010年
2 魏惠月;L波段磁控管锁相及功率合成技术研究[D];电子科技大学;2011年
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6 张敏;毫米波矢量调制器的研究[D];电子科技大学;2011年
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8 程新开;毫米波FMCW雷达制导中的RF对消技术研究[D];电子科技大学;2011年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王自力;Ka波段低相噪锁相频率合成源的研制[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2004年03期
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中国重要会议论文全文数据库 前5条
1 管玉静;朱海帆;甘体国;刘光祜;;Ka波段开槽波导功率合成器研究[A];2005'全国微波毫米波会议论文集(第三册)[C];2006年
2 吴涛;唐小宏;肖飞;;相位噪声对频率步进雷达的影响仿真[A];2009年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2009年
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中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 金龙;W频段接收机前端研究[D];电子科技大学;2006年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张士熙;太赫兹高效倍频技术研究[D];电子科技大学;2011年
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3 吴秋生;Ka频段倍频放大组件及集成接收前端的研究[D];电子科技大学;2001年
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7 马敏;E面金属膜片波导滤波器的研究[D];电子科技大学;2003年
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 陈墨;姜益平;徐金平;;D波段双环锁相信号源性能仿真[J];东南大学学报(自然科学版);2008年03期
2 刘亮;王兴春;;基于返波管振荡器的毫米波锁相源设计[J];国外电子测量技术;2008年04期
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5 万耿华;凌云志;;自校准YTO锁相环路的实现[J];微波学报;2011年03期
6 蔡鹏飞;李青平;杨懿;张大鹤;;基于谐波混频技术的宽带频综的设计[J];无线电通信技术;2013年04期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 陈墨;徐金平;;X波段宽带低相位噪声混频锁相频率源[A];2009年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2009年
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3 张红影;朱勤保;王洪静;;X波段低相噪频率合成器的研究[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 曹舟;高性能微波毫米波振荡器研究与应用[D];电子科技大学;2011年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈明川;Ka波段LTCC频综组件研究[D];电子科技大学;2011年
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中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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5 周小平;;X波段微带低相噪三倍频器的设计[J];电子工程师;2007年12期
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6 刘光辉;唐小宏;张永鸿;;并行DDS线性调频频率源的设计[A];2001年全国微波毫米波会议论文集[C];2001年
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8 周红根;高玉春;蔡勤;李喆;胡帆;李建国;;CINRAD/SA雷达多频点频率源在业务中的应用[A];“推进气象科技创新,提高防灾减灾和应对气候变化能力”——江苏省气象学会第七届学术交流会论文集[C];2011年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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