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《低相位噪声10次倍频器研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、2014年6月宇航计测技术Jun.,2014第34卷第3期JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementVol.34,No.3試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試文章编号:1000-7202(2014)03-0031-03中图分类号:TN77文献标识码:A低相位噪声10次倍频器研究于孟国(北京振兴计量测试研究所,北京100074)摘要研制了低相位噪声10次倍频器。采用了5、2次倍频级联方法,使倍频器在100MHz/0dBm信号输
2、入下,输出1GHz/10dBm信号,杂散小于<-55dB。介绍了倍频器的设计思路、调试方法和测试结果等。关键词相位噪声倍频器滤波器Researchon10-foldMultiplierwithLowPhaseNoiseYUMeng-guo(BeijingZhenxingInstituteofMetrologyandMeasurement,Beijing100074)AbstractA10-foldfrequencymultiplierwithLowphasenoisehasbeendesignedandmanufac-tur
3、ed.Itisthe5-foldmultiplieriscombinedwiththe2-foldmultiplier,theoutputpowerismorethan10dBmat1GHzwhentheinputpowerisabout0dBmat100MHz,thesuppressionofspursislessthan-55dB.Thedesignideas,tuningmethodsandmeasuredresultsofthismultiplierarepresentedinthispa-per.KeywordsP
4、hasenoiseFrequencymultiplierFilter1引言现在普遍采用的频域对信号源进行测量,它以信号的频谱纯度来描述其质量优劣,包括相位噪声、寄生低相噪频率源在雷达、导航、通信以及测试仪器输出和谐波输出。后者可用高选择性的滤波器改中有着极广泛的用途。在雷达、电子对抗用于中,提善,目前,大量的研究工作集中在相位噪声上。相位高雷达抗干扰能力已成为一个突出的问题。解决这噪声主要以相噪谱来描述,单边带相位噪声谱密度的定义是:在偏移频率f处,1Hz带宽内的相位噪个问题的有力措施是要求雷达频率源—发射激励源m和接受本振
5、源有极高的稳定性,频率的稳定或相位声功率与有用信号(即载波)功率之比,单位是dBc/稳定,因此通常都要求频率合成器作为雷达的激励Hz,可简称为单边带相噪谱,它与相位噪声功率谱密度(在dBc/Hz单位中)S(f)的关系为源。近年来,航空航天事业迅速发展,高性能的频率φmS(f)=￡(f)+3dB。(当△φ《1时),合成器在测控系统中也占有极其重要的地位。一台φmmPK￡(f)表示单边带相位噪声谱密度。高性能的频率合成器必然有一个高性能的参考源。m特别是它的噪声性能与参考源有着密切关系。无论是直接还是间接频率合成器,都具有高性频
6、率源的性能可用频域和时域两个方面表征。能的参考源,可以说,低相噪的参考源是低相噪合成时域方面因不能全面衡量一个信号源的相位噪声,器的必要条件。目前,极低相噪的参考源大都采用·32·宇航计测技术2014年[1,2]晶振直接倍频的方法得到。这种倍频法在理论技术2.2倍频器相噪特性上是十分成熟的,本文研制的低相噪倍频器,获得的倍频器是将一个基准信号源的频率倍乘以获得试验结果与理论一致,满足多种信号源对本振源的所需频率的器件是本文论述的重点。作为基准信号要求,取得良好的效果。源的晶体振荡器的相位噪声呈幂律谱分布,在时域中,假设基准信
7、号源电压表达式为2低相噪倍频理论νc=Vccos[ωot+φ(t)](4)式中:φ(t)是———V的随时间变化的相位抖动。经c倍频信号源因结构简单,性能稳定可靠,至今仍过N次倍频后,倍频源电压即为在雷达、测控仪器中广泛采用,它的基准源大都采用νCN=VNcos[Nωot+Nφ(t)](5)石英晶体振荡器(晶振)。首先分析一下晶振的相在偏移载波频率的fm处,νCN的噪声功率谱密度噪特性。即为∞-jωm2.1晶振相噪特性SNφ(ωm)=∫-∞RN()ed(6)晶振作为基准源,它是频率合成器的核心部件,RN(t)为Nφ(t)的自相
8、关函数,ωm=2πfm它的噪声特性直接影响着整个信号源的噪声特性。1TRN(t)=lim∫([N(t)]·[N(t+)])d0φφT→∞T上世纪60年代,W.P.Robins通过对反馈振荡器建立线性模型推出了振荡器相位噪声与偏移频率的关=lim1∫TN2φ(t)φ(t+)d(7)0T→∞T
