使用ADS设计的Ku波段梳状谱发生器

"该文介绍了基于ADS软件设计的Ku波段梳状谱发生器，其主要用于宽带捷变频频率综合器，能产生低杂散、低相位噪声的基频信号，适用于多功能雷达频率源。设计的梳状谱发生器输入频率为720MHz，输出频率覆盖12960MHz至16560MHz，具有优秀的频谱纯度和相位噪声性能。文中还详细探讨了阶跃恢复二极管(SRD)的工作原理及其在脉冲发生器中的应用，以及如何通过偏置电路和输入匹配网络优化设计。" 梳状谱发生器是一种重要的信号发生器类型，广泛应用于频率合成和雷达系统中。在本文中，设计者利用Advanced Design System (ADS) 这一电磁仿真软件，构建了一个针对Ku波段的梳状谱发生器。Ku波段的频率范围大致在12-18GHz，是雷达和通信系统中常用的频段。 文章的核心在于阶跃恢复二极管(SRD)的应用。SRD是一种特殊的二极管，其特点是正向偏置时具有较大的扩散电容，表现为低阻态；反向偏置时则呈现小电容，表现为高阻态。这种特性使得SRD可以作为电容开关，在交流电压激励下，能在两个阻抗状态间快速切换，从而产生极窄的电流脉冲，这对于梳状谱的生成至关重要。 在设计的梳状谱发生器中，SRD与电感L和调谐电容Ct共同组成脉冲发生器。L用于储存和释放能量，Ct则用于调谐脉冲发生器的输入阻抗，确保在特定频率上产生阶跃电流脉冲。偏置电路通过Rb提供适当的偏压，使得SRD在负电流最大时产生阶跃，Lb和Cb则分别起到高频隔离和隔直作用。 输入匹配网络是设计的另一个关键环节，它的作用是将参考激励信号的有效功率传递给SRD，同时减少谐波能量的影响。通过精确匹配，可以优化脉冲形成效果，提高梳状谱的品质。 在实际应用中，设计者按照要求设定了输入频率为720MHz，输出频率覆盖12960MHz至16560MHz，这意味着该梳状谱发生器能够生成Ku波段的宽频带信号，且具有良好的频谱纯度和低相位噪声特性，这对于提高雷达系统的探测性能和降低干扰影响具有显著意义。 该设计展示了如何运用ADS软件进行梳状谱发生器的仿真和优化，以及SRD在其中的关键作用。这样的技术对于现代雷达和通信系统频率源的设计具有很高的参考价值。