基于SIW腔諧振器的低噪聲PUSH-PUSH振蕩器研究.pdf

1、微波毫米波振蕩器是通信系統(tǒng)與雷達的關(guān)鍵部件，低相位噪聲微波毫米波振蕩器的研究是微波毫米波領(lǐng)域中的一個重要課題。論文以相位噪聲為主要指標，采用SIW腔諧振器，開展了K波段低相位噪聲振蕩器的研究，主要工作如下:
　　首先研究了正反饋振蕩器和負阻振蕩器的起振、平衡、穩(wěn)定條件，詳細分析了振蕩器的相位噪聲與電路參數(shù)的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，論文采用了基于SIW腔諧振器的PUSH-PUSH結(jié)構(gòu)振蕩器設(shè)計方案，將PUSH-PUSH振蕩器拆分成SIW腔

2、諧振網(wǎng)絡(luò)、負阻網(wǎng)絡(luò)、功率合成網(wǎng)絡(luò)以及匹配網(wǎng)絡(luò)分別進行設(shè)計。
　　接著對SIW矩形諧振腔進行研究，設(shè)計制作了一款抑制掉TE101模式諧振點、TE102模式諧振在10.01GHz的SIW矩形諧振腔，實測結(jié)果表明，該諧振腔工作頻點為10.007GHz，插入損耗為2.16dB（包含轉(zhuǎn)接頭和夾具的損耗），與仿真結(jié)果基本一致。在負阻網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計中，選用英飛凌公司的HBT管BFP840FESD作為有源器件，選用共發(fā)射極組態(tài)，通過在發(fā)射極端接短路微

3、帶引入正反饋，進而形成滿足振蕩必要條件的負阻網(wǎng)絡(luò)。對于功率合成網(wǎng)絡(luò)，設(shè)計了中心頻點在20GHz的等分威爾金森功分器作為合路器，仿真顯示，在7.5-22.5GHz的寬頻段內(nèi)其插入損耗均在3.5dB以下，隔離度在-11dB以下，其中20GHz時隔離度為-22.7dB，10GHz時隔離度為-12.8dB。對于匹配網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)PUSH-PUSH振蕩器的對稱性，將其分成相同的兩部分對其中的一部分進行分析，運用起振條件完成匹配線參數(shù)初值計算，然后在整

4、體電路仿真中進行微調(diào)以得到最好的相位噪聲和最大的輸出功率。
　　最后完成了整個振蕩器的研制，測試結(jié)果為:在直流偏置電壓為1.8V，單管偏置電流為5.5mA時輸出信號中二次諧波相位噪聲最好，為-72.51dBc@10kHz，-100.19dBc@100kHz，-125.68dBc@1MHz，此時二次諧波頻率為20.288GHz，功率為-13.18dBm（包含-2.49dB線衰），基波抑制為20.73dB。測試結(jié)果顯示，該款振蕩器性能