微波频率源相位噪声测量技术的研究

摘要

低相位噪声频率源有助于提高通信、雷达等系统的性能指标，而微波/毫米波频段的低相位噪声频率源对测量系统也提出了较高要求。本文将搭建微波频段鉴频法相位噪声测量系统，并对影响测量系统性能的各个参数进行分析研究。
　　本文首先介绍频率源相位噪声的概念和各种测量方法，并对各自的优缺点进行分析，最终选用鉴频法并搭建相位噪声测量系统。本文以鉴频法频率源相位噪声测量系统基本原理为依据，合理分配系统中各个模块的指标，并对系统测量的误差进行修正。采用搭建的相位噪声测量系统对Agilent信号源8257D在X波段输出信号的相位噪声进行测量，测量结果典型值如下:频偏载波100Hz、1kHz、10kHz、100kHz处的相位噪声分别为-59dBc/Hz、-88dBc/Hz、-104dBc/Hz及-109dBc/Hz。通过将测量结果与仪器标称指标进行对比发现:本文所搭建的测量系统在偏离载波1kHz以内有一定的差异，而偏离载波较远的频点较为吻合。分析认为，延迟线延迟时间不足导致系统灵敏度降低，从而使得载波近端的相位噪声测量结果出现误差。
　　高性能模拟移相器是鉴频法相位噪声测量系统的关键模块，本文将研究肖特基变容二极管移相器的设计方法，并研制了一款工作频率为17GHz模拟移相器，为更高频段相位噪声测量系统的搭建奠定了基础。测试结果表明，该移相器移相范围大于310°，在所有移相范围内，回波损耗大于17dB，插入损耗小于7dB。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 国内外研究现l状

1．3 论文的内容安排

第二章 相位噪声测量基本理论

2．1 相位噪声的概念及其表征

2．2 频率源的相位噪声

2．3 相位噪声基本测量方法

2．3．1 直接频谱仪法

2．3．2 差拍法

2．3．3 鉴相法

2．3．4 直接数字化法

2．4 本章小结

第三章 相位噪声的鉴频法测量

3．1 鉴频法工作原理

3．2 传输响应

3．3 系统灵敏度

3．4 测量误差及特点

3．5 X波段频率源相位噪声的测量

3．5．1 功率分配器的制作

3．5．2 测量平台的搭建

3．5．3 测量系统的建立与校正

3．5．4 相位噪声的测量

3．5．5 测量结果分析

3．6 本章小结

第四章 K波段移相器的研制

4．1 定向耦合器的设计和仿真

4．2 变容二极管结构与特性

4．2．1 变容二极管的结构

4．2．2 变容二极管的参数

4．2．3 变容二极管的ADS模型

4．3 反射式移相器的原理

4．4 移相器电路仿真与优化

4．5 移相器实物加工与测试

4．5．1 模拟移相器的制版与加工

4．5．2 模拟移相器的实物测试

4．6 本章小结

第五章 结束语

致谢

参考文献