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《电子科技大学》 2007年
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W波段低相噪锁相频综技术研究

马海虹  
【摘要】: 毫米波频率源是构成毫米波雷达通信系统的关键部件,对该技术的研究具有重要的现实意义。本文在分析毫米波锁相源相位噪声的基础上,开展了W波段低相噪锁相频综技术的研究。 本文的主要贡献表现在以下几个方面: 在分析频率合成技术的基础上,讨论了三种锁相方案,并以X波段锁相频率源的研制过程为例,分析了混频锁相方法,明确指出了混频锁相过程中,微波射频信号、本振信号以及中频锁相信号三者之间相位噪声的内在关系。 相位噪声是频率合成器的重要技术指标之一,由于毫米波双环锁相频率源的系统构成复杂,各部件相噪特性对输出信号的相位噪声有不同的影响。本文针对毫米波双环锁相频率源,分析了其相位噪声的主要影响因素,并提出了一种估测毫米波锁相源相位噪声的便捷方法。与传统估测方法相比较,该新的估测方法利用了毫米波锁相源研制过程的微波频率源,以及微波本振源与毫米波VCO混频后的中频信号的相位噪声,简单易行。为验证其正确性和可行性,采用该估测方法对95GHz双环锁相频率源的相位噪声进行估测,并与传统的毫米波基波混频测试方法相比,二者吻合较好。 通过对毫米波双环锁相源相位噪声的分析,指出了毫米波射频信号、微波本振信号以及毫米波的中频锁相信号三者之间的相位噪声关系。明确指出,通过改善微波本振源的相位噪声,可以有效地改善毫米波锁相源的相位噪声指标。为验证该结论的正确性,采用低相位噪声的微波本振源,通过谐波混频方式,研制出95GHz低相噪毫米波锁相频率源,其相位噪声在偏离载波10kHz位置处优于-90dBc/Hz,该指标远远优于最初采用双环锁相方式获得的95GHz频率源的相位噪声指标,且优于目前公开报道文献中采用锁相方法达到的技术水平。 DDS是获得捷变频率源的有效方法。本文采用混频方式,利用低相位噪声的微波倍频源做本振驱动信号,与微波VCO输出信号混频,然后对获得的中频信号进行锁相,同时,采用DDS输出信号作为锁相的参考频率,从而研制出低相位噪声的X波段捷变频率源。 在W波段,由于频段较高,只采用DDS技术,难以实现频综源研制。本文结合PLL、DDS以及倍频等频率合成方法,首先在微波频段实现了低相位噪声频率源的研制,然后采用谐波混频方式,将微波本振信号和毫米波VCO基波信号混频,产生一个毫米波的中频信号。利用锁相电路对该中频信号进行锁定,从而实现了W波段信号的锁相,并实现了频率跳变,最终研制出了低相位噪声的W波段锁相频综源,其性能良好,在毫米波雷达系统应用方面具有广阔的前景。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:O45

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【引证文献】
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 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
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
3 吴涛;W波段相参频率源技术及应用研究[D];电子科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 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
2 杨建鹏;穿墙雷达步进信号源设计[D];电子科技大学;2010年
3 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
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 甘体国;低相噪毫米波锁相源及其应用[J];电讯技术;1997年06期
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张永鸿;W波段频率源技术研究与应用[D];电子科技大学;2001年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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6 张永鸿,吴正德,唐小宏,樊勇;W波段小型化锁相源[J];电子科技大学学报;1999年04期
7 唐小宏,樊勇,郑浩元,张永鸿,吴正德;3mm波相参脉冲放大链[J];电子科技大学学报;1999年04期
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10 徐锐敏,延波,李积微;小型Ka频段锁相倍频源[J];电子科技大学学报;2001年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 廖梁兵;张红雨;;低杂散DDS设计[A];2009通信理论与技术新发展——第十四届全国青年通信学术会议论文集[C];2009年
2 金郑华;王宏;杨志家;;低功耗多速率HART调制器设计[A];2010振动与噪声测试峰会论文集[C];2010年
3 吴正德;樊勇;唐小宏;;3mm宽带变容管电调振荡器的新进展[A];1993年全国微波会议论文集(下册)[C];1993年
4 徐锐敏;谢晋雄;延波;李积微;;小型Ka频段锁相倍频源[A];2001年全国微波毫米波会议论文集[C];2001年
5 郭庆;樊勇;;W波段高频率稳定度VCO[A];2003'全国微波毫米波会议论文集[C];2003年
6 陈墨;姜益平;徐金平;;0.15THz双环锁相源系统仿真研究[A];2007年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2007年
7 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
8 廖梁兵;张红雨;;DDS杂散分析及一种跳频源设计[A];2009年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2009年
9 陈墨;徐金平;;低相位噪声9.6GHz倍频源[A];2009年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2009年
10 王新怀;白岩夫;拓勇;程伟;史小卫;徐贺;;一种用于智能抗干扰系统的可控信号源设计[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10条
1 刘科;高速任意波形合成关键技术研究[D];电子科技大学;2010年
2 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
3 严刚峰;基于动力系统模型的振荡器相位噪声分析的方法研究[D];电子科技大学;2011年
4 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
5 张永鸿;W波段频率源技术研究与应用[D];电子科技大学;2001年
6 刘光辉;OFDM系统中相位噪声的影响与抑制研究[D];电子科技大学;2005年
7 张国柱;雷达辐射源识别技术研究[D];国防科学技术大学;2005年
8 金龙;W频段接收机前端研究[D];电子科技大学;2006年
9 赵占祥;GPS/SINS/MMW复合制导关键技术研究[D];南京理工大学;2006年
10 耿淑敏;FM-CW SAR信号处理关键技术研究[D];国防科学技术大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郭佳平;基于数字化相位特征处理的相位噪声测量技术[D];西安电子科技大学;2011年
2 方涌;8-10G低噪声频率综合器系统设计[D];南京理工大学;2011年
3 尹宛洁;X波段雷达模拟器多模信号产生模块设计[D];电子科技大学;2011年
4 董丽旻;微波宽带频率综合器研究[D];电子科技大学;2011年
5 马敏;X波段雷达模拟器多模信号产生模块的研制[D];电子科技大学;2011年
6 王小为;Ka波段雷达中频信号源模块及控制电路研制[D];电子科技大学;2011年
7 肖振华;可用于高速D/A转换器测试应用的DDS研究[D];电子科技大学;2011年
8 施磊;DS-FFH/MSK混合扩频测控系统测速的研究[D];西南交通大学;2011年
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10 刘旭;雷达辐射源无意调制分析及识别方法研究[D];国防科学技术大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邹涌泉,甘体国;毫米波宽带鳍线PIN管开关[J];电讯技术;2000年01期
2 龚金楦;;电子战的新领域——毫米波电子对抗[J];电波科学学报;1991年Z1期
3 钟顺时;梁仙灵;延晓荣;;超宽带平面天线技术[J];电波科学学报;2007年02期
4 唐小宏,樊勇,郑浩元,张永鸿,吴正德;3mm波相参脉冲放大链[J];电子科技大学学报;1999年04期
5 吴涛;唐小宏;王玲;肖飞;;色散特性对毫米波频率步进雷达影响的研究[J];电子科技大学学报;2008年05期
6 张玉兴,彭清泉;DDS的背景杂散信号分析[J];电子科技大学学报;1997年04期
7 盖红星;王静;王宝友;;多芯片组件(MCM)技术[J];信息技术与标准化;2008年05期
8 吴正德,唐小宏,樊勇,张永鸿;3mm波相参脉冲发射组件的研究[J];电子学报;2000年06期
9 恽小华,刘永坦,孙琳琳;V波段小型化低相噪频率综合器[J];电子学报;2003年06期
10 恽小华;现代频率合成技术综述[J];电子学报;1995年10期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 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
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 张永鸿;W波段频率源技术研究与应用[D];电子科技大学;2001年
2 李鸣;毫米波频率步进雷达前端关键技术研究[D];南京理工大学;2007年
3 钟催林;基于基片集成波导的微波电路研究[D];电子科技大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵宏飞;4-8GHz宽带DDS锁相扫频源的研制[D];电子科技大学;2002年
2 夏雷;8毫米MCM接收前端研究[D];电子科技大学;2004年
3 房治国;低噪声低杂散微波捷变频率源研究[D];电子科技大学;2004年
4 马海虹;毫米波锁相源研究及应用[D];电子科技大学;2004年
5 朱燕;相参雷达的信号处理与相干性干扰的研究[D];西安电子科技大学;2005年
6 吴涛;W波段脉冲源研究[D];电子科技大学;2005年
7 崔志伟;小型低相位噪声毫米波频率合成源技术研究[D];电子科技大学;2005年
8 李毅;基于DDS和PLL的扫频信号源设计[D];南京理工大学;2005年
9 李健开;并行DDS激励PLL的微波捷变频综技术研究[D];电子科技大学;2006年
10 钟秋和;Ka波段固态脉冲发射源研究[D];电子科技大学;2006年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 陈宏素;C波段及X波段频综模块设计[D];电子科技大学;2011年
2 郎超;L波段小步进低杂散频综技术研究[D];电子科技大学;2011年
3 董丽旻;微波宽带频率综合器研究[D];电子科技大学;2011年
4 肖珊;S波段频率源及多频标模块研究[D];电子科技大学;2011年
5 郭志勋;8~20GHz微波宽带低杂散低相噪频率源研究[D];电子科技大学;2011年
6 余正冬;W波段捷变频雷达频率源相参测试技术研究[D];电子科技大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张广显,白锡巍;阶跃二极管高阶倍频器研制[J];半导体情报;2000年02期
2 朱国良,袁明文,刘晨晖,邱伟,聂慧君;3毫米波段低噪声GaAs PHEMT研究[J];半导体情报;1996年04期
3 李和委;微波/毫米波器件及其电路的发展现状[J];半导体情报;1998年06期
4 甘体国;肖特基势垒二级管在毫米波集成电路中的应用[J];电讯技术;1994年05期
5 甘体国;双频段应用的毫米波倍频一放大器组件[J];电讯技术;1995年05期
6 陈捷平,朱君范;X波段微带低噪声倍频器[J];电讯技术;1995年06期
7 鲍景富;朱君范;;用谐波混频器开发的W波段毫米波测试系统[J];电子科技大学学报;1993年06期
8 张永鸿,吴正德,唐小宏,樊勇;W波段小型化锁相源[J];电子科技大学学报;1999年04期
9 唐小宏,樊勇,郑浩元,张永鸿,吴正德;3mm波相参脉冲放大链[J];电子科技大学学报;1999年04期
10 魏萍,刘仁厚;8mm宽带二倍频器的研制[J];电子科技大学学报;1996年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 代文亮;三毫米波微带集成谐波振荡器研究[D];电子科技大学;2001年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王东进,李敦复;毫米波双变容管调谐振荡器[J];红外与毫米波学报;1992年06期
2 恽小华,恽才华,张国春,周白华;8mm小型化低相位噪声锁相源[J];红外与毫米波学报;1995年05期
3 管宏;;信号源相位噪声的优化[J];科技信息(科学教研);2008年17期
4 张士峰;;一种便携式信号源的频率合成器设计[J];科技信息;2010年19期
5 秦蕾;高伟;陈智勇;盛荣武;;一种铷原子频标射频倍频单元的实现[J];时间频率学报;2009年01期
6 徐彦清;;锁相环路对噪声的抑制性能与锁相放大技术[J];新疆大学学报(自然科学版);1990年03期
7 江旭东;李巍;尹江伟;郑剑钦;李宁;任俊彦;;适用于多边带频分复用超宽带系统的CMOS频率综合器[J];复旦学报(自然科学版);2008年06期
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1 陈睿;唐小宏;张娟;;X波段频率合成器设计[A];2007年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2007年
2 纪华;管弘;龙程;纪晨华;王浩;;2~26.5GHz锁相源[A];2003'全国微波毫米波会议论文集[C];2003年
3 杨维波;;等效鉴相器法在分析锁相环路中的应用[A];中国航海学会船舶机电与通信导航专业委员会2002年学术年会论文集(通信导航分册)[C];2002年
4 孔祥钊;李贵芳;柴宏贵;;锁相环路的初步调试[A];2007年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2007年
5 李鹏;米红;郑晋军;陈忠贵;;导航信号相位噪声指标分析[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
6 邓永生;熊蔚明;谢春坚;陈小敏;;相位噪声对BPSK系统误码率的影响[A];第二十三届全国空间探测学术交流会论文摘要集[C];2010年
7 廖梁兵;;一种Ka波段频率合成器设计[A];2009通信理论与技术新发展——第十四届全国青年通信学术会议论文集[C];2009年
8 陈墨;姜益平;徐金平;;0.15THz双环锁相源系统仿真研究[A];2007年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2007年
9 董吟龄;江巍;周健义;洪伟;;5.8GHz锁相式振荡源的研制[A];2001年全国微波毫米波会议论文集[C];2001年
10 袁雪林;朱畅;袁乃昌;;基于变频锁相的低噪声微波频率合成器的研究与设计[A];2005'全国微波毫米波会议论文集(第一册)[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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2 四川 顺福;红外线遥控器(中)[N];电子报;2006年
3 甘肃 曹恒同;KW电子管调频发射机改频[N];电子报;2007年
4 李锦林;零外差接收机大举进入信息家电[N];中国电子报;2001年
5 美国国家半导体亚太区便携式电源产品经理 吴主祥;便携式电子产品电源管理的新思维[N];中国电子报;2004年
6 ;OFDM技术的优缺点分析[N];人民邮电;2003年
7 特约撰稿 陶涛;射频技术在无线通信领域的应用[N];通信信息报;2004年
8 ;ADI:ADF4350[N];通信产业报;2008年
9 Agilent Technologies 公司供稿;创新 频谱分析仪发展之源[N];中国电子报;2001年
10 四川 钟政;消除DE1102型德劲收音机 接收单边带节目时的颤音[N];电子报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 马海虹;W波段低相噪锁相频综技术研究[D];电子科技大学;2007年
2 黄水龙;CMOS ΣΔ分数频率综合器的若干关键技术研究[D];清华大学;2007年
3 郑永正;UWB系统中时钟电路的研究与设计[D];复旦大学;2009年
4 陆平;应用于宽带数据通信的CMOS环振型频率综合器研究[D];复旦大学;2007年
5 刘光辉;OFDM系统中相位噪声的影响与抑制研究[D];电子科技大学;2005年
6 王少华;全数控CMOS LC振荡器的研究与设计[D];清华大学;2007年
7 井庆丰;OFDM系统中相位噪声的自适应补偿方法研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
8 于建国;优于皮秒(ps)量级的频标比对技术和高精度频率测量方法的研究[D];西北工业大学;2003年
9 王明华;高速水声通信中OFDM的关键技术与应用研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
10 周海峰;极低电压应用的低功耗低相噪压控振荡器的研究与实现[D];浙江大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 薛兵;毫米波固态频率源研究[D];电子科技大学;2008年
2 王凤伟;新型相位噪声测量系统的研制[D];西安电子科技大学;2008年
3 房华;低电压低功耗高稳定性CMOS锁相环的研究与设计[D];湖南大学;2006年
4 侯理国;电视载频精密偏置的设计[D];电子科技大学;2008年
5 曾克秋;C波段低相噪频率合成器的研制[D];电子科技大学;2008年
6 贝伟锋;X波段低相噪VCO及锁相技术研究[D];电子科技大学;2008年
7 刘武广;X、Ku波段宽带低噪声雷达跳频源的研制[D];电子科技大学;2007年
8 侯向东;L波段高纯度频率源[D];电子科技大学;2007年
9 冷涛;C波段小步进低相噪频率合成器的研究与设计[D];电子科技大学;2006年
10 温国谊;频率合成源的分析与实现技术的研究[D];西安电子科技大学;2008年
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