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W频段混合集成VCO研究

高峰  
【摘要】:本文对W频段混合集成VCO进行了研究,在国内首先提出W频段微带集成耿氏管压控振荡器的设计方案,并进行了电路仿真设计、制作与测试。 毫米波振荡源是毫米波系统的核心,是雷达、通信、电子对抗等毫米波系统的关键部件。在毫米波系统日益追求小型化、轻量化的今天,毫米波VCO的体积、重量面临新的要求,同时又需要保证较大的输出功率、较宽的调谐频带、良好的相位噪声以及利于系统集成。根据国内现有的工艺和器件条件,在W频段,采用耿氏管的平面混合集成VCO是一种良好的电路形式。 本文首先综述了国内外W频段平面集成VCO的发展动态,对可用的有源器件进行分析,结合国内目前的工艺水平,选择耿氏管作为VCO的半导体有源器件。 根据负阻振荡器的工作原理,本文对耿氏管进行负阻建模,并本着利于系统集成的原则,选取微带线作传输线,采用并联谐振的方案进行振荡器的谐振分析,使VCO在设定的中心频率起振。VCO采用变容二极管进行并联电调谐,并优化电路以获取较宽的调谐频带。 本文还分析了W频段平面集成VCO设计中的输出转换、隔直电容、直流偏置等外围电路,该分析对毫米波微带电路设计具有通用的参考意义。 依照前期的理论分析,文中对该VCO进行了仿真设计与测试,并通过对结果的讨论,为进一步研究提出了建议。


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