Ku波段低相噪锁相介质振荡器设计与性能分析

"Ku波段低相噪锁相介质振荡器的研究与实现，通过取样锁相技术，实现了一种高性能的Ku波段介质振荡器，具有优秀的相位噪声性能和杂波抑制能力。" 正文： Ku波段低相噪锁相介质振荡器是微波通信领域中的关键组件，尤其在卫星通信、雷达系统以及无线传输等应用中起着至关重要的作用。Ku波段通常指的是12-18 GHz的频率范围，这个频段因其宽广的带宽和良好的大气穿透性而被广泛使用。 本文由宋红江和尹哲共同完成，他们来自中国电子科技集团公司第十三研究所，详细介绍了如何利用取样锁相技术设计并实现了这种高性能的介质振荡器。取样锁相技术是一种先进的频率合成方法，它通过在锁相环路中引入采样技术，可以有效降低相位噪声，提高信号质量。 在取样锁相技术的工作原理中，一个高频信号通过介质谐振器产生，介质谐振器因为其高Q值和稳定的谐振频率，能提供稳定的本振源。然后，这个高频信号被取样并馈入到锁相环路中。环路中的鉴相器比较参考信号和振荡器输出的相位差，生成误差信号，通过低通滤波器平滑误差信号后，控制压控振荡器（VCO）的频率，使其与参考信号保持同步，从而实现锁相。 文章深入探讨了取样锁相环路的设计过程，包括环路带宽的选择、鉴相器的类型、滤波器设计以及VCO的选择等关键因素。这些设计参数的优化对于获得理想的相位噪声性能至关重要。测试结果显示，该振荡器的频率为17 GHz，输出功率大于10 dBm，同时具有出色的杂波抑制能力，杂波抑制比优于70 dBc。在相位噪声方面，表现出卓越的性能，如在1 kHz、10 kHz、100 kHz和1 MHz的偏移下，相位噪声分别达到了-103 dBc/Hz、-107 dBc/Hz、-110 dBc/Hz和-128 dBc/Hz，这表明了该振荡器在Ku波段具有非常低的相位噪声，对于通信系统的稳定性和精度至关重要。 Ku波段低相噪锁相介质振荡器通过巧妙运用取样锁相技术，实现了高频率、低相位噪声和强杂波抑制的特性，为微波通信系统提供了可靠的本地振荡源。这一研究成果对于提升通信设备的性能和可靠性具有重要意义，对于未来的卫星通信、雷达探测以及无线网络等领域的发展将产生积极影响。