超低相位噪声频率综合器研制

摘要

在卫星重力场测量、卫星通信、卫星导航及深空探测领域，航天器使用的参考基准频率种类较多，且各项技术指标尤其是稳定度指标要求较高。
　　 利用频率综合技术，以通用高稳定度的10MHz超稳晶振(USO，Ultra-stable oscillators)、铷原子钟或氢原子钟为参考源，产生所需的特殊频点频率，并能够对参考源的各项指标实现良好传递，可有效满足实际应用需求，具有非常重要的实际意义。同时，可避免大量研制和筛选特殊频点晶体，减少研制费用，缩短研制周期。
　　 本文在研究频率综合技术发展的基础上，重点分析了直接数字频率合成器(DDS)的工作原理和特点，针对我国重力场测量卫星KBR(K Band Ranging System)系统方案中的七项关键技术之一-超稳定基准源，根据型号实际需求，提出了采用DDS、分频及混频技术的混合设计方案。
　　 对方案的可行性进行了详细论证，并对频综电路的具体设计进行了介绍，重点对DDS电路的可靠性进行了设计、分析。根据设计方案研制出两台工程样机，经过测试杂波抑制达到了92dBc，短期稳定度达到了2.32×10-13/s(参考源的短期稳定度为1.5×10-13/s)。
　　 两台工程样机随系统参加为期两个月的联试，产品各项指标满足系统应用需求，且工作稳定，使得重力场测量卫星KBR系统预研项目顺利通过验收。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 主要内容及章节安排

第二章 频率合成技术理论

2.1 DDS频率合成器

2.1.1 DDS基本原理

2.1.2 DDS频谱分析

2.1.3 DDS相位噪声分析

2.1.4 DDS性能特点

2.2 混频器相位噪声和杂散分析

2.3 分频器相位噪声和杂散分析

第三章 方案论证和原理分析

3.1 课题指标

3.1.1 输入约束条件

3.1.2 基准频率源输出要求

3.2 方案的设计与选择

3.2.1 DDS激励PLL方式

3.2.2 PLL激励DDS方式

3.2.3 DDS与2分频输出混频方式

第四章 频综的电路设计与实现

4.1 整机设计

4.2 具体硬件电路设计

4.2.1 DC/DC电源及开关机控制电路设计

4.2.2 正弦-CMOS转换电路设计

4.2.3 DDS电路设计

4.2.4 复位电路设计

4.2.5 接口隔离电路设计

4.2.6 控制电路设计

4.2.7 阻抗匹配电路设计

4.2.8 混频及滤波放大电路设计

4.3 软件设计

4.3.1 主程序流程图设计

4.3.2 信号产生的软件设计

4.4 电磁兼容性设计

第五章 频综的研制与测试

5.1 频综的研制过程

5.2 产品测试

5.2.1测试框图及仪器

5.2.2 测试结果

5.2.3 结果分析

第六章 总结与展望

致谢

参考文献