一、高稳定度的Ka波段耿振荡器（论文文献综述）
佘世刚[1]（2008）在《高精度K频段星间微波测距技术研究》文中研究说明地球重力场的精确测量对大地测量、地球物理、地球动力学和海洋学等学科的发展具有极其重要的意义。利用卫星对地球重力场进行测量具有划时代的意义,是当今大地测量领域的研究前沿和关注热点之一。国际上卫星重力场测量主要有三种模式,即高低卫卫跟踪（SST-h1,如CHAMP卫星）;低低卫卫跟踪（SST-11,如GRACE卫星）;卫星重力场梯度测量（如GOCE卫星）。其中低低卫卫跟踪技术是地球重力场测量最有价值和应用前景的方法之一。低低卫卫跟踪重力场测量卫星包括三大有效载荷,即高精度加速度计、双频GPS接收机、高精度K频段星间测距系统（KBR,K Band Ranging System）。其中高精度加速度计、双频GPS接收机,国家在计划中已经投入了大量财力和人力进行预研,取得了一定的成果,而KBR系统的研究因为各种原因仍处于研究阶段。KBR系统所需达到的微米量级测量精度使其成为测距技术的制高点,美国用了20多年时间才研制成功,目前处于高度保密状态。由于系统非常复杂、技术难点多,在我国KBR系统还没有成熟产品。因此,能否研制出星间高精度KBR系统是我国重力场测量卫星能否成功的瓶颈之一。在KBR系统中,作为频率基准的超稳晶振（USO,Ultra-stable oscillators）的技术性能对系统测量精度的影响至关重要,当前国内的技术水平与应用要求相比差距还很大,需要重点攻关突破。本文在研究国内外有关卫卫跟踪（SST,Satellite-to-satellite tracking）技术的基础上,针对现实需要,对用于我国重力场测量卫星的KBR系统方案进行了研究,并提出了关键技术,对关键技术之一——USO进行了深入研究,研制出了满足我国重力场测量卫星使用的USO。本文所研究的主要内容和相关结论如下:1.介绍了卫星重力场测量的基本原理及主要方法。讨论分析了国际上现有的三种重力场测量卫星工作模式的特点,阐述了采用低低卫卫跟踪模式的原因及优点。2.深入研究了星间双单路微波测距原理,提出了一种用于我国重力场测量卫星的KBR系统设计方案,描述了KBR系统的主要结构,详细分析研究了KBR系统需要突破的七项关键技术,初步提出了各项关键技术的攻关途径;3.对影响KBR系统精度的各种误差来源进行了深入地分析,建立了误差仿真模型,并对各单项误差和系统总体误差进行了初步估算;4.介绍了星载双频GPS接收机的发展过程,分析了星载双频GPS接收机的关键技术及系统设计要点,对GPS接收机和KBR系统一体化设计平台进行了分析;5.在着重分析影响USO频率稳定度,特别是短期频率稳定度的各种因素的基础上,对超稳晶振的主要组成部分石英谐振器、振荡电路、恒温控制系统进行了优化设计,研制成功的USO短期频率稳定度指标达到5×10-13/s（阿伦方差）,满足使用要求;6.对KBR系统低频倍频链路进行了研究,研制了用于KBR的八倍频器电路,经过测试,性能满足使用要求。本文的主要创新点为:1.在分析微波测距理论的基础上,提出了我国用于重力场测量卫星的KBR系统设计方案,该方案在全国重力场测量研讨会上得到了专家的认可。对需要突破的关键技术进行了研究和分析;2.对关键技术之一——USO进行深入研究,成功研制出满足我国KBR系统需求的USO和八倍频器,USO短期稳定度指标达到5×10-13/s（阿伦方差）,远远超过了国内KBR系统研制初期提出的技术指标要求2×10-12/s（阿伦方差）,达到国内领先水平。本文所作的KBR系统基础理论分析及关键技术之一——USO研究,促进了我国KBR系统自主研发进程。KBR关键技术的突破,不仅有利于我国重力场测量卫星的发展,同时对卫星编队飞行、卫星自主导航以及复杂系统设计、高稳定基准频率源、高精度测相等相关技术领域的发展都有深远的影响。
张永鸿[2]（2001）在《W波段频率源技术研究与应用》文中研究表明随着通信和雷达的发展，人们对毫米波频率源的要求越来越高。简单的毫米波固态源频率稳定度和相位噪声较差，难以满足要求，因此有必要研究以晶振为参考源的W波段频率源。 本文第一章中介绍了W波段固态频率源的概况，指出研制高质量频率源的必要性；第二章中对毫米波双端口振荡器进行了深入研究，研制成功W波段模拟和数字锁相源；第三章针对W波段数字通信系统型号任务，研制成功W波段可直接数字信号调频的锁相源，大大降低系统成本；第四章对微波毫米波倍频器进行了研究；第五章中研制了W波段低相噪、低杂散的倍频源，并介绍了其在雷达系统中的应用。 本文首先对毫米波双端口耿氏谐波振荡器中的二次谐波和基波的相互作用进行了理论分析，研制成功高Q腔稳频的偏压调谐双端口振荡器和变容管调谐双端口振荡器。在此基础上研制的W波段模拟锁相源在偏离载波10kHz处的相位噪声达到-77dBc/Hz；而W波段数字锁相源具有体积小、可靠性高，便于工程应用的特点。对毫米波锁相环中锁相的谐波混频中频与毫米波信号的相位噪声关系进行了比较，指出了用锁相中频相位噪声代替毫米波锁相源指标的不妥之处。文中还针对W波段通信系统型号研制任务，对锁相源直接数字信号调频的可行性进行了理论分析，研制了高稳定、高可靠性、实用化的W波段直接数字调频锁相源。研制的W波段军用数字通信系统和民用频率跟踪系统具有成本低、可靠性高，便于应用的特点，并从实验角度证明了锁相源的直接数字信号调频理论的正确性。 其次，本文对用于倍频的双平衡混频器输出频谱进行了分析，证明它适合于偶次倍频。研制的P波段四倍频器倍频损耗为21.2dB，适合对晶振输出信号进行低相位噪声倍频。文中还分析了PIN二极管的倍频机理，用理想的开关模型对采用反向并联PIN二极管对的倍频器输出频谱和倍频损耗进行分析，指出了它适合于奇次倍频。研制的C波段PIN管五倍频器倍频损耗达到了10.6dB，S波段倍频源在偏离载波10kHz处，相位噪声达到-136dBc/Hz。利用PHEMT和混频二极管研制的U波段四倍频器最大倍频增益为3.5dB，经放大后输出功率可达40mW，满足W波段基波注锁倍频源的要求。文中还对倍频源的噪声和杂散来源进行了分析，并提出相应的解决办法，指出闪烁噪声对倍频源的影响。研制的W波段倍频源相位噪声达到了-98dBc/Hz＠10kHz，杂波抑制达到65dB，并成功地应用于某雷达系统中。 最后，对锁相源和倍频源进行了比较，指出了把二者结合是实现低杂散、低相位噪声毫米波频率源的有效途径。
施宏[3]（2005）在《Ka波段VCO设计》文中研究表明对于一个毫米波调频测距近感系统,其发射的信号的频率按调制信号的规律变化,利用回波信号与发射信号之间的频率差可确定近感系统与目标之间的距离。本系统应用于某近程测距项目,其关键的发射部分采用的是VCO的形式。本文实现了对VCO的设计,首先通过一系列的选择比较,决定采用变容管调谐的波导腔体效应管振荡器作为VCO的电路形式;其次在对本VCO等效电路计算与软件仿真的基础上,制作了带谐振帽的振荡器,并达到了一定的指标。但由于VCO的线性度对于本毫米波调频测距系统是一个关键的参数,并与其测距精度成正比,所以本文还设计出了一个线性度开环预校正的电路,使得VCO的线性度在允许的误差范围之内。
刘志强[4]（2019）在《高性能微波频率源与毫米波FMCW射频前端关键技术研究》文中研究指明微波毫米波频率源是雷达、通信、电子对抗和测试测量设备等电子系统中必不可少的关键部件,其相位噪声特性、杂散抑制性能和扫频线性度等指标对系统性能有着重要影响。随着系统射频前端向更高频段和更宽带宽的方向发展,对频率源的性能提出了更高要求。本文以实现高性能微波频率源和毫米波射频前端为目标,研究了基于Delta-Sigma调制器（Delta-Sigma Modulator,DSM）的宽带小数N分频锁相环（Phase-Locked Loop,PLL）、直接数字频率合成器（Direct Digital Synthesizer,DDS）、DDS驱动PLL的高线性度扫频源、低相位噪声的混频PLL等频率源,以及毫米波调频连续波（Frequency-Modulated Continuous Wave,FMCW）射频前端中的相关理论问题和关键技术,对频率源扫频状态下的相位噪声理论模型、扫频线性度精确测量方法、杂散抑制技术、频率源相位噪声和扫频线性度对射频前端性能的影响,以及基于相参本振源的毫米波射频前端中相位噪声抵消效应等方面进行了深入的分析和研究。本文主要进展包括以下内容:1、应用线性时不变连续时间模型（Linear Time Invariant Continuous Time Model,LTI-CTM）,建立了基于高阶有源环路滤波器的DSM宽带小数N分频PLL在线性扫频状态下的相位噪声理论模型。将环路滤波器的传递函数和线性扫频稳态条件相结合,得到了PLL线性扫频稳态相位误差与环路参数的函数关系,将传统的基于低阶无源环路滤波的PLL的稳态相位误差理论模型推广应用到了宽带扫频源中更加常用的基于三阶、四阶有源环路滤波器的PLL的相位噪声分析,得出了在给定稳态相位误差情况下扫频斜率和环路参数应满足的条件。设计了基于DSM小数N分频PLL技术的双频X波段频率源和C波段宽带扫频源,对其相位噪声、杂散抑制等指标进行了仿真、测试与分析。测量了宽带线性扫频状态下不同电荷泵增益和扫频斜率时的小数N分频PLL分频端口输出信号的相位噪声,验证了关于扫频状态下相位噪声的理论模型。2、提出了一种分段采样并结合数字域Weaver接收机架构信号处理方案的宽带线性扫频信号线性度的精确测量方法。该方法采用下变频技术,通过切换本振频率将高频宽带线性扫频信号变换为可直接采样的中频扫频信号,在扫频同步信号和延时采样触发信号的控制下,对指定时间长度的扫频信号采样,在数字域拟合出与采样信号扫频斜率相同的理想线性扫频信号作为Weaver接收机的第一本振,采样信号经过数字混频后变换为近似于点频的低中频信号,解决了宽带扫频信号的滤波和镜频干扰抑制问题,降低了幅度噪声和杂散对瞬时频率解调精度的影响,理论分析和仿真结果表明了该测量方法的准确性和可靠性。为进行实验验证,设计了高线性度的DDS和DDS驱动的宽带整数分频PLL电路,实验结果表明频率步进、时间步进和扫频斜率是影响扫频线性度的重要因素。上述方法还应用于测量基于DSM的宽带小数N分频PLL的扫频线性度,考察了环路带宽、电荷泵增益和扫频斜率对线性度的影响。本文所提出的线性度测量方法为线性FMCW雷达研制生产提供了一种低成本、简单实用、高精度的线性度测量手段。3、在全面分析频率源和射频收发系统中的常见杂散来源的基础上,研究了包括优化频率分配和PLL环路带宽、带通/带阻滤波、吸收型滤波、优化射频方案等多种技术手段相结合的杂散抑制方法,为后续研制高性能雷达、通信系统等提供了丰富、灵活的技术手段。为了减小传统波导滤波器的体积且便于与平面电路集成,基于空气填充基片集成波导（Air-Filled Substrate Integrated Waveguide,AFSIW）,设计了多款新型的高性能滤波器及过渡电路。此外,基于高品质因数的AFSIW谐振器设计了一款低相位噪声振荡器,由于消除了谐振器内部的介质损耗,实现了比传统SIW振荡器低约10d B的相位噪声指标。4、深入研究了基于相参本振源架构的FMCW雷达系统的相位噪声对消机理,提出了包含本振源相位噪声与射频链路附加相位噪声的完整的相位噪声分析模型,详细分析了系统中各节点的相位噪声特性及其抵消效应,讨论了系统附加相位噪声对接收机输出信号相位噪声的影响,为相参本振源设计和系统相位噪声评估提供了理论依据。以短毫米波人体安检主动成像雷达为应用背景,设计了一种采用混频锁相架构的C波段低相位噪声双路频率源,并成功应用于W波段FMCW收发前端中。W波段收发前端的实测相位噪声抵消比达到了17 d B以上,验证了所建立的相位噪声模型及理论分析结果。5、针对机场跑道外来物（Foreign Object Debris,FOD）检测雷达的应用需求,提出了一种以宽带DSM小数N分频PLL为扫频源的W波段FMCW雷达射频前端的系统设计方案。根据等效全向辐射功率（Equivalent Isotropically Radiated Power,EIRP）、探测距离、FOD的雷达散射截面积（Radar-Cross Section,RCS）和分辨率等系统指标,确定了发射功率、接收灵敏度、接收输入功率范围等射频链路关键技术指标。在深入分析频率源相位噪声和扫频线性度对FMCW雷达系统性能影响的基础上,确定了基于DSM小数N分频PLL的点频源和三角波调制线性扫频源的方案与相关指标。进行了射频前端详细方案设计,研制了关键电路模块并完成了系统集成与测试,系统具备自检、状态监测和接收保护能力。将射频前端与天线系统集成,成功实现了FOD检测雷达前端样机,并在实验室环境下完成了多种FOD样品的探测。
钟金明,周白华,张樟,王玮,恽小华[5]（1997）在《新型偏置电路高稳定毫米波振荡器的研究》文中进行了进一步梳理本文介绍了一种采用新型纵杆离心式偏置电路结构波导耿氏振荡器的设计过程和实验结果。研究结果表明，振荡器的频率稳定度可以明显提高，输出功率大，该振荡器结构简单，加工方便，成本低，抗震能力强，可靠性高，具有较大的实用价值。
张仕阳[6]（2019）在《Ka波段低相噪频率源的研究》文中进行了进一步梳理随着第五代移动通信（5G）、汽车自动驾驶、医疗检测等领域的快速发展,毫米波因蕴含大量的频谱资源而引起关注,其中首要解决的问题是高性能频率信号来源,需要高稳定性、低相位噪声和宽频带的毫米波频率源做支持。本文对Ka波段频率源进行设计研究,在分析锁相环各组成部分的工作原理和环路系统的传输特性之后,形成了系统方案,开展了基于锁相环电路的系统设计研发,完成了性能评价等方面的测试,取得如下研究结果:（1）成功研发了锁相环电路单元。利用ADF5355芯片作为锁相环主芯片,对其传输特性和相位噪声进行仿真优化;根据仿真结果绘制锁相环电路的原理图,采用罗杰斯RO4350板材,基于微带线理论对锁相环电路进行阻抗匹配设计;绘制PCB版图并加工电路板,利用微控制器CY7C68013A芯片完成对锁相环电路的控制。测试结果表明:锁相环可以实现0.054GHz-14GHz的频率输出,频率步进为1.2MHz,相位噪声在1.8GHz时为-132.84dBc/Hz@1MHz,在12GHz时为-120.72dBc/Hz@1MHz。（2）成功研发了一款倍频器。利用HMC561芯片设计了一款输出频率为8GHz-21GHz的倍频器,经测试在11GHz-15GHz范围内倍频器具有增益效果,最大增益为6dB。（3）通过将锁相环电路、功率放大器和HMC578倍频模块级联,搭建Ka波段频率源系统。测试结果表明,该系统能够实现24GHz-28GHz的稳定频率输出,满足目标频率为26.5GHz-28GHz的设计要求。频率稳定度达0.6ppm,频率步进为2.4MHz,并且具有0dBm以上的输出功率。杂散抑制优于-50dBc,在27GHz时相位噪声为-113.90dBc/Hz@1MHz。（4）搭建了毫米波收发模块,将设计的频率源作为发射模块的信号来源开展应用测试。结果表明:在24GHz-28GHz不同频点上毫米波频率源产生的信号在接收端均能被准确接收,该频率源可以为系统提供信号来源。
蔡宗棋[7]（2020）在《低相噪微波毫米波振荡器研究》文中研究说明振荡器作为雷达和无线系统的核心部件,为系统提供稳定的信号输出。在包括诸如频率、功率、谐波抑制、相位噪声等振荡器诸多参数中,相位噪声一直是其最为重要的指标。本文以获得低相位噪声为目标,从理论上理解振荡器相位噪声模型,并且基于相关理论提出了多种提高振荡器相位噪声的方法,利用相关技术对低相位噪声振荡器进行深入研究,主要研究可概括为如下几个方面:（1）本文从不同低相位噪声振荡器拓扑结构出发,系统地回顾了低相位噪声振荡器近二十年的发展历程,总结了设计低相位噪声振荡器的几种典型方法。（2）本文系统地介绍了构建振荡器的基本理论和分析方法,阐述了振荡器的三种相位噪声模型,并总结了几种提高相位噪声的方法。此外,为了更为客观地反映振荡器相位噪声性能,本文简要介绍了三种典型的相位噪声测量方法。（3）对于并联反馈式振荡器,基于Lesson线性时不变相位噪声模型,提出了利用高Q值谐振器,通过提高反馈回路群时延和优化通带内插入损耗的方法来设计低相位噪声振荡器。利用电磁混合耦合技术,在反馈回路选频滤波器通带外引入一靠近通带的传输零点,设计高群时延、高频率选择性窄带滤波器,并将其应用于设计低相位噪声振荡器和VCO。测试结果表明,基于枝节加载嵌套型开环谐振器的低相位噪声振荡器振荡在1.98GHz,偏离载波100kHz和1MHz的相位噪声达到-127.22dBc/Hz和-145.43dBc/Hz。此外,综合考虑群时延和环路插入损耗,采用相位噪声品质因数（Phase Nosie Figure-of-Merit,PNFOM）作为低相位噪声振荡器设计指标,所设计振荡器振荡在2.037GHz,偏离载波100kHz和1MHz的相位噪声达到-127.95dBc/Hz和-146.47dBc/Hz。（4）在单端反馈式低相位噪声振荡器前提下,提出了利用差分电路对基片噪声以及电源噪声等环境噪声的共模抑制设计超低相位噪声差分振荡器。从理论上分析了差分振荡器相对于单端振荡器的相位噪声优化作用。测试结果表明基于四分之一波长阶跃阻抗谐振器的低相位噪声差分振荡器在1.952GHz下偏离载波100kHz的相位噪声为-130.19dBc/Hz,实验证明了差分振荡器对对相位噪声的优化作用。（5）结合Lesson相位噪声模型和Hajimiri相位噪声模型,利用基片集成波导（Substrate Integrated Waveguide,SIW）高Q值特性设计了一款负阻式低相位噪声振荡器和一款反馈式低相位噪声振荡器。从SIW工作的基本原理出发,提出高Q值梳状线谐振器,并且基于该谐振器设计X波段负阻式低相位噪声振荡器。测试结果表明振荡器在10.07GHz振荡频率上偏离载波1MHz处的相位噪声为-127.25dBc/Hz。此外,利用高谐波抑制滤波器对振荡器相位噪声的改善作用,提出了一款基于SIW四分之波长谐振器的高谐波抑制滤波器,并且基于该滤波器设计反馈式振荡器。测试结果表明振荡器振荡频率为8.08GHz,二次、三次谐波抑制分别为39.23dB和67.64dB,偏离载波1MHz处的相位噪声达到-130.36dB/Hz。（6）作为一种简易探测雷达的应用实例,本文基于Ka波段低相位噪声负阻振荡器设计了一款低成本、小型化、低功耗多普勒雷达探头。该多普勒探头由主电路和天线阵列在两块介质基片上分别实现,设计在一直径20mm,高6mm的圆柱腔体内。该多普勒探头能够较好地检测出一定距离内物体的运动速度,具有一定的探测灵敏度。探头体积小、功耗低,具有较好的工程应用前景。
唐启朋[8]（2020）在《毫米波透过率测试系统关键技术与系统集成研究》文中进行了进一步梳理烟幕是现代战争重要组成部分,而烟幕云团的毫米波衰减率是研究烟火药配方与功能添加剂设计的一个重要参数。所以独立自主开发出一套能满足烟幕衰减率测量的毫米波频段的专用测试系统显得极其重要。本文根据南京理工大学提出的“3mm/8mm毫米波透过率测试系统”的技术需求,研究了W和Ka频段收发模块,结合其他部件如定制的天线,线性电源、架设平台和相关软件等,集成了一套完整测试系统。该系统可用于外场条件爆炸成烟的毫米波发烟剂透过率测试,也可借助可供燃烧反应的微波暗室,用于研究毫米波的衰减效应。根据目前毫米波主要通过X波段或者Ku波段倍频产生的方式。本文分别设计了X波段频率源模块、W和Ka波段发射模块、W/Ka波段接收模块、中频模块等,这些模块实现各自的功能并有各自的指标约束,它们的有序级联构成了毫米波收发模块的整体电路。整篇文章先围绕着这些模块的电路设计和实现方式进行具体分析,又对各个模块的调试方法、测试方式和测试结果作了详细说明。毫米波收发模块达到的主要技术指标:W频段发射模块输出频率为95GHz,输出功率大于15dBm,相位噪声为-83dBc/Hz@1kHz,-92dBc/Hz@10kHz,-92dBc/Hz@100kHz;Ka频段发射模块输出频率及功率为36GHz和32dBm,相位噪声为-92dBc/Hz@1kHz,-96dBc/Hz@10kHz,-99dBc/Hz@100kHz;W和Ka波段毫米波接收模块输出中频信号频率分别为1.6GHz和1.2GHz,变频增益分别为11.3dB和8.2dB,噪声系数分别为5.01dB和2.98dB,由于中频模块噪声系数影响极小,因此完全满足接收机噪声系数的设计要求;中频模块增益控制范围大于30dB,检波器输出电压线性范围为0.5V2.3V,对应的功率变化线性范围为36dB,满足不低于32dB的线性动态范围设计要求。最后结合定制的天线等部件完成了系统集成并交付用户验收,完全满足用户测量要求。
刘法恩[9]（2015）在《基于CMOS工艺的射频毫米波锁相环集成电路关键技术研究》文中认为随着无线通信技术的高速发展和人们对高速短距离通信需求的不断提高,应用于毫米波频段的通信技术,作为一种具有巨大发展潜力的新型无线通信技术已成为近年来的研究热点。因此,毫米波集成电路的研究设计受到大家越来越多的关注。早期的毫米波集成电路大多采用GaAs和InP工艺来实现,由于工艺的限制,使得电路难以大规模集成,且电路加工成本较高。相比之下,CMOS工艺在集成度、成本和功耗方面有着难以取代的优势,以CMOS工艺为基础的毫米波通信系统是未来无线通信电路发展的必然方向,与此同时,其特征频率的不断提高使得以CMOS工艺实现毫米波集成电路成为可能。因此,本文研究基于CMOS工艺的毫米波锁相环频率综合器集成电路。作为无线收发机核心组成模块,锁相环频率综合器电路直接影响整个收发机性能的好坏,是实现无线收发信机全集成的关键瓶颈。本文在973项目的支持下,主要致力于CMOS工艺毫米波锁相环电路,包括压控振荡器VCO （Voltage Control Oscillator）,可编程多模分频器MMD （Multi-Modulus Divider）,鉴频鉴相器PFD （Phase Frequency Detector）和电荷泵CP （Charge Pump）等的研究与设计。针对毫米波段的锁相环频率综合器设计相关的难点提出相应的解决方法。取得的主要研究成果如下：鉴于毫米波频段可变电容Q值降低对VCO相位噪声的影响,采用增强Q值的开关电容阵列来提高谐振网络的Q值,同时拓展VCO的调谐频率范围。此外,电路只引入PMOS交叉耦合对来提供负阻,以降低闪烁噪声对VCO相位噪声的影响。采用TSMC 90nm CMOS工艺实现了一种30 GHz的宽带低噪声VCO芯片。测试结果表明：该VCO的调谐范围为25～30.66 GHz,整个频率调谐范围内1MHz频偏处的相位噪声为-96.2～105.4 dBc/Hz,核心电路最大工作电流为10.5 mA.对高速二分频器电路进行了详细的调研,并进行理论分析和设计方法研究。重点研究高速注入式二分频器拓展锁定范围的方法,基于TSMC 90nm CMOS工艺给出了两种高速超宽带注入式二分频器芯片：27.2～42.3 GHz直接注入式二分频器和26～47.9 GHz双注入式二分频器。测试结果表明：两种芯片均具有良好的性能,锁定范围超过40%,与已报道的研究成果相比,具有更优的综合性能。为了实现频率综合器的多通道输出,本文设计了高速低功耗可编程分频器芯片。为了提高电路的工作速度,详细分析了电路关键信号通路的时延,优化电路结构设计以提高电路的工作速度：为了降低工作电流,电路设计采用低功耗电路结构,同时创新性地提出了无驱动缓冲电路结构,通过理论分析注入式高速二分频器锁定范围和输出功率的折中关系,合理设计相关参数以获得足够的输出信号功率来直接驱动同步双模分频器,同时保证较宽的锁定范围。基于TSMC 90nm CMOS工艺设计了两个可编程分频器：10.2～18.3 GHz连续可编程分频器设计和25.4～33.5 GHz可编程分频器设计。测试结果表明：两种芯片的功耗分别为12.1 mW和15.8 mW,与已报道的研究成果相比,均具有更低的功耗。基于TSMC 90nm CMOS工艺设计了鉴频鉴相器和电荷泵级联电路芯片,详细分析了影响PFD和CP性能的各个因素。为了拓展PFD的鉴相范围,通过时序分析的方法获得影响鉴相范围的关键延时,并进行针对性优化设计。为了使所设计的CP具有充放电电流匹配特性好、抖动小,输出电压范围宽,电流毛刺少等优点,提出了一种改进型电流舵CP设计。电路采用电流补偿电路,加速锁定电路,毛刺抑制电路等辅助模块电路来提高性能。测试结果表明：PFD和CP级联电路的逻辑功能正确,性能优良。1.2 V电源电压下,PFD的鉴相范围为-354°～354°,CP的输出电流为92μA,在0.2-1.1 V输出电压范围内电流失配比小于1.1%,电流抖动小于4%。基于上述的模块电路,采用TSMC 90nm CMOS工艺设计实现了一种工作于Ka波段的锁相环频率综合器芯片。文中给出了环路指标的预算和电路结构的设计,并针对毫米波段频率综合器电路设计所存在的特有难点,如寄生增大、串扰严重、级间驱动困难等,对整体电路的结构,系统参数以及版图设计进行优化。另外,电磁场仿真工具被应用于电路的设计中来保证模块电路工作频率的准确性。该锁相环频率综合器采用1.2 V电源电压供电,工作电流仅为32 mA,在28-32.7 GHz的锁定范围内,输出频率分辨率为100MHz,在1MHz频偏处的相位噪声为-91.6～-99.2 dBc/Hz,参考杂散低于-50 dBc。测试结果表明频率综合器满足应用要求。
杜保强[10]（2011）在《基于异频信号的群相位量子化处理及其关键技术研究》文中提出在时频信号的测量、比对、控制、锁相环路、频率变换及合成、相位噪声测量以及原子频标的信号处理中,提高精度、简化设备等是发展的方向。因为时频信号的测量、比对、控制是建立在相互关系的基础之上的,所以从信号的相互关系入手来考察获得高精度的特性的内容是很有必要的。传统的高精度的处理方法是建立在信号连续相位（或者频率）比对处理、频率的归一化等途径的基础上即通常的相位比对和处理均要求频率标称值相等或者具有较为严格的相互频率关系。在某些情况下,为了在宽的频率范围或者特定的频率标称值不同的频率信号之间进行比对,还必须引入复杂的频率变换,这样就限制了相位比对的精度和应用的广泛性。近年来,国外在这方面技术的发展,一方面借助于微电子技术的发展从线路上进行改进,另一方面借助于微处理技术从算法上进行优化。但是传统的最具有发展潜力的时频信号处理技术通常采用的是相位处理的方法。这里,无论采用了哪些算法和处理方法都是建立在同频信号的基础上才能进行的相位比对；对于有频率差别的信号只能通过频率变换等方法进行处理。因此,如果在宽的频率范围要完成测量中所必须的相位比对就必须结合使用高精度的频率合成器。这样不但设备复杂,而且在各变换环节容易引入合成线路的附加误差,这是传统的相位处理方法不可避免的缺陷。而在本论文中,这些缺陷会在异频信号的一系列新概念和理论的支持下发生根本性的改变并可以有效地得到解决。这些新的概念和理论包括相位量子、群相位量子、相位差群、群相位差、群相移、群周期、群同步、群周期相位比对及群相位控制等,它们是建立在异频信号间的最大公因子频率、最小公倍数周期、等效鉴相频率、量化相移分辨率等表征相互频率关系的重要参数基础之上的,所以异频信号间的群相位量子化处理的方法更适合于高精度的频率信号处理,其关键技术可能会影响到时频测控技术的发展。因此,基于群相位量子化的相关概念及相应的信号处理方案把信号之间必须基于同频才能进行的测量、比对、处理及控制推广到了更具有普遍意义的任意频率信号之间,这方面的贡献主要包括以下几点：1.根据异频信号之间最基本的相位关系,提出了群相位量子的基本概念并深入分析了群相位差变化的基本规律、群相位量子的特点以及基于群相位重合检测消除±1个计数误差的根源。将这些新概念及其特点用于时频信号的测量和处理中,结合群相位重合点及其检测的基本理论,能够获得高的测量分辨率。2.在群相位量子等群概念的基础上,提出了群周期相位比对的方法。该方法揭示了周期性信号相互间的固有关系及相位差变化的规律,把这些规律应用率信号相互关系的处理中,无须频率归一化也可完成相互间的相位比对及处实验结果表明了该方法的科学性和先进性,以群相位量子为基础的测量、比对及控制可以达到10-12/s量级的分辨率。3.在群周期相位比对技术的基础上,提出了一种基于异频相位处理的高精度频率测量方法。利用群相位量子变化的规律性及异频信号间群相位重合点的分布规律,在两群相位重合点处建立测量闸门,克服了传统频率测量中存在的±1个计数误差的问题。通过脉宽调整电路减少相位重合点簇中的脉冲个数并借助相位控制电路有效地捕捉最佳相位重合点,进而降低实际测量闸门开启和关闭的随机性,大大提高了系统的测量精度。为了保证任意信号的可测量性,同时提出了一种具有自适应能力的频率测量方案。通过引入DDS,以被测信号的粗测值为参考自动合成一个与被测信号具有一定频率关系的频标信号,确保被测信号与频标信号具有相位关系的可控性,使系统最终实现了在宽范围内任意频率信号的高精度测量。在此基础上,如果改进DDS输出信号的稳定度,降低系统的本底噪声,提高群相位重合点捕捉的准确度,进一步完善群相位量子处理中存在的问题,则获得皮ps量级以上的超高测量分辨率是完全有可能的。实验结果表明其实际测量精度可达到10-13/s量级,与传统频率测量系统相比,新方案具有测量精度高,电路结构简单,成本低廉及系统稳定性高的优点。4.根据信号间的频率关系及群相位差周期性变化的规律性,提出了一种基于异频相位处理的相位噪声测量系统。通过异频鉴相获取相位差信息,经低通滤波及相关信号处理后得到参考源的压控信号,进而实现相位锁定并在锁定后提取被测信号的相位噪声信息,然后送入频谱分析仪,从而实现了相位噪声的高精度测量。该系统可以用一个参考源完成任意频率信号的相位噪声测量而且参考源的相位噪声低,频率稳定度高,压控范围宽。将异频相位处理应用于相位噪声测量系统中,这在相噪测量领域是一个新的突破,它不再是单纯依靠线路上的改进来提高测量精度,而是利用自然界中周期性信号相互间的固有关系及变化规律,把这些关系和规律应用于相位噪声测量中,不必使它们频率相同也可完成相互间的线性相位比对,进而在抑制载频的情况下提取被测信号的噪声信息。在此基础上作为异频相位噪声测量的进一步研究,提出了基于群相位量子的无间隙数字化相位噪声测量新方案。根据参考信号经过合适倍频及简单合成变换后与被测信号的频率进行相位重合点检测,通过对重合点之间的无间隙计数,由两相邻重合点之间计数值的变化或相位起伏的变化反映相位噪声的变化,最后经计算机数据处理和离散傅立叶变换算法来计算单边带相位噪声,实现数字化高精度相噪测量。5.根据电磁波信号在特定媒质中传播的时延稳定性这一自然现象,提出了一种基于时空转换的高分辨率短时间间隔测量方法。该方法将被测时间间隔量化,结合相位重合检测技术,使对时间量的测量转化为对空间长度量的测量。将时空转换原理应用于精密时间间隔测量中,这在短时间间隔测量中是一个新的突破,它不再是单纯依赖线路上的改进来提高系统的测量精度,而是利用电磁信号在导线中传输不会产生畸变仅在时间上发生延迟的规律性,把这些规律和特性应用于测量中。因此,它是一种完全不同于已有技术途径的新的测量原理和方法。6.基于时空关系的测量方法具有很高的测量分辨率,但测量范围窄,因而限制了其应用的广泛性。为了进一步扩宽其测量范围,提出了一种基于延时复用技术的短时间间隔测量方案。根据基于时空关系的时间间隔测量原理,将若干延时单元组成延迟链,延迟链的输出被反馈到系统输入端并与输入信号进行单稳态触发逻辑判断,判断结果被重新送回到重合检测电路中去,实现一个延迟链可以多次复用的循环检测,扩展了基于时空关系的时间间隔测量范围,提高了测量系统的稳定性。实验结果表明其测量分辨率可达到十皮秒至皮秒量级。7.在基于时空关系的短时间间隔测量方法的基础上,结合长度游标法的基本原理,提出了基于长度游标的时频测量新方法。利用长度游标法测量时间间隔是一种新原理的技术,它主要是利用了时间和空间的关系进行对时间间隔的高分辨率测量,已经被证明了容易实施、有很高的测量分辨率。用这种方法构成的装置已经表现出了数十ps的测量分辨率,而且也很有希望得到更高的精度。将此方法应用于时间同步技术中,保证了时间的严格同步、高稳定输出,对于提高设备体系的整体性能具有很大的意义。8.提出了一种基于异频相位处理的主动型氢原子频标锁相系统的设计方案。该方案从原理上改进和简化锁相环路,利用频率信号间群相位差和群相位量子变化的规律性,实现了异频鉴相锁相。以此解决了主动型原子频标中的微波跃迁频率信号和压控晶体振荡器之间的直接相位比对、控制或者在更短的频率变换链情况下的处理和控制。这样,不仅可以降低整个锁相系统的复杂性和成本,而且还有利于进一步减小系统的本底噪声。9.提出了一种基于GPS的新型二级频标锁定系统。利用信号的时延稳定性和群相位量子变化的规律性,产生一种基于长度游标的高精度时间间隔测量方法。将该方法应用于二级频标锁定系统中,通过对被测时间间隔进行多尺度卡尔曼滤波,在MCU控制下算出GPS与二级频标分频信号之间的相对频差；根据二级频标的频-压控制特性得到补偿电压,将该电压进行D/A转换后送到二级频标的压控端,调整输出频率,进而形成二级频标锁定系统。实验结果表明其锁定精度可达10-12/s量级,与传统频标锁定系统相比具有电路简单,成本低廉,附加噪声小,锁定精度高等特点。
二、高稳定度的Ka波段耿振荡器（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、高稳定度的Ka波段耿振荡器（论文提纲范文）
（1）高精度K频段星间微波测距技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 卫星重力场探测技术发展历程 |
| 1.3 卫星重力测量技术主要模式 |
| 1.3.1 CHAMP卫星系统 |
| 1.3.2 GRACE卫星系统 |
| 1.3.3 GOCE卫星系统 |
| 1.3.4 三种卫星系统的比较 |
| 1.4 国内研究状况 |
| 1.5 KBR的研究现状 |
| 1.6 论文研究内容 |
| 参考文献 |
| 第2章 卫星重力场测量技术简介 |
| 2.1 地球重力场基本概念 |
| 2.2 卫星运动状态的定性分析 |
| 2.2.1 保守摄动力影响分析 |
| 2.2.2 非保守摄动力影响分析 |
| 2.3 重力场反演技术的含义 |
| 2.4 卫星重力解算的基本方法 |
| 2.5 卫星重力解算的研究现状 |
| 参考文献 |
| 第3章 KBR系统研究 |
| 3.1 电磁波测距理论基础 |
| 3.1.1 差频测相法 |
| 3.1.2 双向测量比对技术 |
| 3.2 KBR系统测量理论 |
| 3.3 KBR系统构成 |
| 3.3.1 系统方案 |
| 3.3.2 系统设计要点 |
| 3.3.3 系统技术指标估算 |
| 3.4 KBR系统关键技术及攻关途径 |
| 3.4.1 精密测距系统仿真和优化设计技术 |
| 3.4.2 高时延稳定的天线和射频通道技术 |
| 3.4.3 极高精度的相差测量技术 |
| 3.4.4 星间时间尺度的系统比对测量技术 |
| 3.4.5 超稳晶振USO和低相噪频率综合技术 |
| 3.4.6 观测数据的地面高精度校正处理技术 |
| 3.4.7 系统精度地面验证测试技术 |
| 参考文献 |
| 第4章 KBR系统误差分析 |
| 4.1 系统误差分析概述 |
| 4.2 KBR系统的主要误差来源分析 |
| 4.2.1 振荡器噪声引起的相位测量误差 |
| 4.2.2 系统噪声引起的相位测量误差 |
| 4.2.3 动态应力引起的相位测量误差 |
| 4.2.4 电离层延时误差 |
| 4.2.5 多路径效应误差 |
| 4.2.6 时标校正误差 |
| 4.2.7 星间瞬时距离校正误差 |
| 4.2.8 相对论效应误差 |
| 4.2.9 其它误差 |
| 4.3 KBR系统总体误差估算 |
| 参考文献 |
| 第5章 双频GPS接收机研究 |
| 5.1 发展进程 |
| 5.2 主要作用 |
| 5.3 系统组成 |
| 5.4 关键技术 |
| 5.4.1 无码接收技术 |
| 5.4.2 精密定轨技术 |
| 5.4.3 数据处理技术 |
| 5.5 GPS接收机指标要求 |
| 5.6 双频GPS接收机研制要点 |
| 5.6.1 优化设计 |
| 5.6.2 硬件平台 |
| 5.6.3 软件技术 |
| 参考文献 |
| 第6章 超稳定晶体振荡器USO研究 |
| 6.1 晶体振荡器概述 |
| 6.1.1 晶体振荡器的发展 |
| 6.1.2 超稳晶振国内外研究状况 |
| 6.2 晶体振荡器设计基础 |
| 6.2.1 晶振频率稳定度指标 |
| 6.2.2 石英晶体谐振器特性 |
| 6.2.3 晶体振荡器的频率稳定性分析 |
| 6.2.5 影响频率稳定度的因素 |
| 6.2.5.1 外部因素的影响 |
| 6.2.5.2 晶体振荡器自身因素的影响 |
| 6.2.6 提高晶体振荡器频率稳定度的主要措施 |
| 6.3 超稳晶振(USO)设计 |
| 6.3.1 石英谐振器选择 |
| 6.3.2 晶振振荡电路设计 |
| 6.3.2.1 主振电路设计 |
| 6.3.2.2 放大电路设计 |
| 6.3.2.3 自动增益控制(AGC)电路设计 |
| 6.3.2.4 缓冲隔离电路设计 |
| 6.3.2.5 输出电路设计 |
| 6.3.3 恒温系统设计 |
| 6.3.3.1 恒温控制电路设计 |
| 6.3.3.2 恒温槽设计 |
| 6.3.4 抗震动结构设计 |
| 6.4 超稳晶振装配及调试 |
| 6.4.1 晶振的装配调试 |
| 6.4.2 晶振拐点温度测试 |
| 6.5 超稳晶振性能测试及对比分析实验 |
| 6.5.1 测试条件 |
| 6.5.2 测试结果 |
| 6.5.3 对比分析实验 |
| 6.6 小结 |
| 参考文献 |
| 第7章 倍频电路研究 |
| 7.1 倍频器电路分类及原理介绍 |
| 7.1.1 丙类倍频器 |
| 7.1.2 变容管倍频器原理 |
| 7.1.3 阶跃恢复二极管倍频器 |
| 7.1.4 晶体管参量倍频器 |
| 7.2 电路设计 |
| 7.2.1 技术指标要求 |
| 7.2.2 方案 |
| 7.3 八倍频器测试结果 |
| 参考文献 |
| 第8章 总结与展望 |
| 8.1 总结 |
| 8.2 展望 |
| 攻读博士学位期间的科研成果 |
| 致谢 |
（2）W波段频率源技术研究与应用（论文提纲范文）
| 第一章 引言 |
| 1.1 毫米波的一般特性 |
| 1.2 毫米波技术现状 |
| 1.3 毫米波系统的应用 |
| 1.4 W波段频率源概况 |
| 1.5 本文研究的目的和意义 |
| 1.6 本文主要内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 W波段锁相源 |
| 2.1 锁相环的基本理论 |
| 2.2 双端口耿氏谐波振荡器的理论分析和实验研究 |
| 2.3 W波段双环模拟锁相源 |
| 2.4 W波段小型化双环数字锁相源 |
| 2.5 毫米波锁相源的相位噪声测试结果分析 |
| 2.6 小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 W波段锁相源在数字通信系统中的应用 |
| 3.1 W波段数字通信系统方案考虑 |
| 3.2 锁相源的直接数字信号调频分析 |
| 3.3 W波段数字通信系统方案及锁相源的应用 |
| 3.4 系统应用前景 |
| 3.5 W波段频率跟踪数字通信系统研究 |
| 3.6 小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 微波毫米波倍频器研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 倍频器的基本理论 |
| 4.3 双平衡混频器倍频的理论分析和实验研究 |
| 4.4 PIN二极管倍频器的理论分析和实验研究 |
| 4.5. U波段四倍频器研究 |
| 4.6 其它倍频器的研制 |
| 4.7 小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 W波段倍频源及其在雷达系统中的应用 |
| 5.1 W波段倍频源的实现 |
| 5.2 相位噪声测试 |
| 5.3 W波段倍频源在雷达系统中的应用 |
| 5.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结 |
| 6.1 W波段锁相源和倍频源比较 |
| 6.2 本文的主要贡献 |
| 6.3 有待研究的问题 |
| 致谢 |
| 作者近几年的科研成果和发表论文情况 |
（3）Ka波段VCO设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 毫米波概述 |
| 1.2 研究背景及意义 |
| 1.3 本论文的工作 |
| 2 振荡器的理论基础 |
| 2.1 毫米波振荡器的发展及研究 |
| 2.2 振荡器的主要技术指标 |
| 2.3 振荡器的一般理论 |
| 2.3.1 起振条件 |
| 2.3.2 平衡条件 |
| 2.3.3 稳定条件 |
| 2.4 负阻振荡器的噪声 |
| 2.4.1 调幅噪声和调频噪声表示方法 |
| 2.4.2 外电路对负阻振荡器噪声性能的影响 |
| 2.4.3 雪崩管和转移电子器件的噪声 |
| 2.4.4 调谐元件的噪声 |
| 2.5 负阻振荡器的频率稳定 |
| 3 VCO的设计 |
| 3.1 方案选择 |
| 3.1.1 负阻器件的选择 |
| 3.1.2 振荡器电路的选择 |
| 3.1.3 调谐方式的选择 |
| 3.2 等效电路计算与仿真 |
| 3.2.1 一些电路的等效与计算 |
| 3.2.2 电路仿真 |
| 3.3 电路实现 |
| 3.4 电路调试 |
| 4 对提高VCO线性度的探讨 |
| 4.1 线性校正技术概述 |
| 4.2 开环线性校正技术 |
| 4.2.1 模拟断点式线性校正器 |
| 4.2.2 模拟乘法器式线性校正器 |
| 4.2.3 数字EPROM式线性校正器 |
| 4.3 线性校正电路设计 |
| 4.3.1 单片机控制模块 |
| 4.3.2 ADC模块 |
| 4.3.3 DAC模块 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结束语 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A |
（4）高性能微波频率源与毫米波FMCW射频前端关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 专用术语注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究发展现状 |
| 1.2.1 频率合成技术 |
| 1.2.2 毫米波FMCW雷达系统应用 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 1.4 论文结构安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 基于DSM的小数分频PLL理论模型与实验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于DSM的小数分频PLL特性分析 |
| 2.2.1 小数N分频PLL |
| 2.2.2 Delta-Sigma调制器基本理论 |
| 2.2.3 MASH调制器建模与性能分析 |
| 2.2.4 PLL的相位噪声特性 |
| 2.3 双频段LNB中的频率源 |
| 2.3.1 LNB研究背景与总体方案设计 |
| 2.3.2 基于DSM的小数N分频双频率本振源 |
| 2.3.3 LNB模块设计与实验研究 |
| 2.4 基于DSM的宽带小数分频PLL研究 |
| 2.4.1 基于连续时间模型的扫频状态下相位噪声特性分析 |
| 2.4.2 基于DSM的宽带小数分频PLL方案设计 |
| 2.4.3 PLL性能仿真分析与电路设计 |
| 2.4.4 点频状态下性能测试与分析 |
| 2.4.5 扫频状态下性能测试与分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 宽带扫频信号线性度精确测量方法与DDS驱动的锁相扫频源 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 扫频线性度测量方法研究 |
| 3.2.1 扫频信号采集方案 |
| 3.2.2 瞬时频率计算 |
| 3.2.3 数字信号处理方案 |
| 3.2.4 仿真验证与分析 |
| 3.2.5 分段测量结果的整合 |
| 3.3 DDS电路设计与实验研究 |
| 3.3.1 DDS电路基本原理与扫频线性度分析 |
| 3.3.2 整体方案 |
| 3.3.3 DDS电路设计 |
| 3.3.4 DDS电路的点频性能测试与分析 |
| 3.3.5 DDS电路的扫频性能测试与分析 |
| 3.4 整数分频锁相环电路研究 |
| 3.4.1 方案设计 |
| 3.4.2 PLL相位噪声分析、仿真和电路设计 |
| 3.5 DDS驱动的PLL性能测试与分析 |
| 3.5.1 单频点输出性能测试与分析 |
| 3.5.2 扫频输出性能测试与分析 |
| 3.6 DSM小数N分频PLL扫频线性度的测试与对比分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 杂散抑制技术研究与低相位噪声振荡器设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 频率源杂散分析与抑制方法 |
| 4.2.1 器件固有杂散 |
| 4.2.2 变频杂散 |
| 4.2.3 电源杂散 |
| 4.2.4 数字与控制电路杂散 |
| 4.3 低相位噪声振荡器设计 |
| 4.3.1 高Q值 AFSIW谐振器设计 |
| 4.3.2 低相位噪声振荡器设计与测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 低相位噪声双路相参频率源及应用研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于异频双本振架构的LFMCW雷达系统 |
| 5.2.1 系统概述 |
| 5.2.2 频谱特性分析 |
| 5.2.3 相位噪声抵消特性分析 |
| 5.3 C波段双路频率源方案设计与实验 |
| 5.3.1 频率源性能指标分析 |
| 5.3.2 基于混频锁相的双路频率源方案设计 |
| 5.3.3 双路频率源性能测试 |
| 5.4 C波段双路频率源在W波段射频前端中的应用 |
| 5.4.1 W波段射频前端系统方案概述 |
| 5.4.2 关键电路研制 |
| 5.4.3 W波段射频前端相位噪声抵消实验研究 |
| 5.5 X波段低相位噪声频率源研究 |
| 5.5.1 频率源方案设计 |
| 5.5.2 频率源性能测试 |
| 5.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 W波段FMCW雷达射频前端设计与应用研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 FOD检测雷达系统概述 |
| 6.2.1 射频前端架构分析与选择 |
| 6.2.2 FMCW雷达基本原理 |
| 6.3 FMCW雷达系统设计考虑与关键指标分析 |
| 6.3.1 收发链路设计考虑与关键指标分析 |
| 6.3.2 频率源设计考虑与关键指标分析 |
| 6.4 射频前端详细设计方案与实验研究 |
| 6.4.1 射频前端总体方案 |
| 6.4.2 本振链路设计与实验研究 |
| 6.4.3 接收链路设计与实验研究 |
| 6.4.4 发射链路设计与实验研究 |
| 6.4.5 控制方案 |
| 6.5 射频前端集成测试 |
| 6.5.1 发射链路输出功率测试 |
| 6.5.2 接收链路噪声系数测试 |
| 6.5.3 接收链路输出频谱及增益测试 |
| 6.6 FMCW雷达系统目标检测实验 |
| 6.6.1 雷达系统测试平台搭建 |
| 6.6.2 多目标探测实验 |
| 6.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 结束语 |
| 7.1 论文工作总结 |
| 7.2 未来工作展望 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（6）Ka波段低相噪频率源的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 频率合成技术简介 |
| 1.3 频率源研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 本文工作与内容安排 |
| 第2章 锁相环原理分析 |
| 2.1 锁相环结构组成 |
| 2.1.1 鉴相器 |
| 2.1.2 环路滤波器 |
| 2.1.3 压控振荡器 |
| 2.1.4 分频器 |
| 2.2 锁相环传输特性与关键参数 |
| 2.2.1 传输特性 |
| 2.2.2 频率稳定度 |
| 2.2.3 抖动与相位噪声 |
| 2.2.4 稳定性分析 |
| 2.3 微带阻抗匹配 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 频率源的系统设计 |
| 3.1 锁相环芯片ADF5355 |
| 3.1.1 芯片简介 |
| 3.1.2 芯片工作原理 |
| 3.2 控制模块设计 |
| 3.2.1 数据寄存器分析 |
| 3.2.2 控制硬件电路设计 |
| 3.3 锁相环电路仿真与设计 |
| 3.3.1 电源模块 |
| 3.3.2 环路滤波器模块 |
| 3.3.3 参考频率模块 |
| 3.3.4 锁定指示模块 |
| 3.3.5 整体设计 |
| 3.4 倍频方案设计 |
| 3.5 电磁兼容设计 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 频率源测试与分析 |
| 4.1 硬件控制电路测试 |
| 4.1.1 数据寄存器配置命令 |
| 4.1.2 配置命令时序调试 |
| 4.2 锁相环电路测试 |
| 4.2.1 频率与功率 |
| 4.2.2 相位噪声与抖动 |
| 4.3 倍频器测量 |
| 4.4 系统整体级联测试 |
| 4.4.1 频率步进测量 |
| 4.4.2 相位噪声与杂散 |
| 4.4.3 频率稳定度 |
| 4.5 毫米波系统应用测试 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 总结和展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间获得与学位论文相关的科研成果 |
（7）低相噪微波毫米波振荡器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 低相位噪声振荡器研究的背景与意义 |
| 1.2 低相位噪声振荡器的国内外研究动态 |
| 1.2.1 负阻式低相位噪声振荡器 |
| 1.2.2 并联反馈式低相位噪声振荡器 |
| 1.2.3 基于差分电路的低相位噪声振荡器 |
| 1.2.4 有源低相位噪声振荡器 |
| 1.3 本文的主要贡献 |
| 1.4 内容安排 |
| 第二章 振荡器及相位噪声理论 |
| 2.1 振荡器拓扑结构 |
| 2.1.1 串联负阻式振荡器 |
| 2.1.2 并联反馈式振荡器 |
| 2.2 振荡器的关键参数 |
| 2.2.1 频率 |
| 2.2.2 功率 |
| 2.2.3 谐波抑制 |
| 2.2.4 相位噪声 |
| 2.3 振荡器的相位噪声模型 |
| 2.3.1 Lesson相位噪声模型 |
| 2.3.2 Lee和 Hajimiri相位噪声模型 |
| 2.3.3 Kaertner和 Demir相位噪声模型 |
| 2.3.4 三种相位噪声模型优缺点对比 |
| 2.4 振荡器相位噪声优化方法 |
| 2.4.1 优化Q值、群时延和插入损耗 |
| 2.4.2 优化谐波抑制 |
| 2.4.3 改变电路拓扑 |
| 2.5 振荡器相位噪声测试方法 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 基于混合耦合滤波器的低相位噪声振荡器研究 |
| 3.1 电磁混合耦合理论 |
| 3.1.1 串联谐振器的电磁混合耦合 |
| 3.1.2 并联谐振器的电磁混合耦合 |
| 3.2 基于SLNSRR的 S波段低相位噪声振荡器 |
| 3.2.1 SLNSRR方案提出 |
| 3.2.2 SLNSRR滤波器设计 |
| 3.2.3 SLNSRR低相位噪声反馈式振荡器设计及其仿真结果 |
| 3.2.4 SLNSRR振荡器实物加工及测试结果 |
| 3.2.5 本节小结 |
| 3.3 基于SLNSRR的低相位噪声压控振荡器 |
| 3.3.1 电容加载SLNSRR可调谐振滤波器设计 |
| 3.3.2 VCO设计及测试结果 |
| 3.3.3 本节小结 |
| 3.4 基于枝节加载交指发夹线谐振器的超低相位噪声振荡器设计 |
| 3.4.1 SLIHR设计 |
| 3.4.2 基于SLIHR谐振器的低相位噪声振荡器的设计和测试 |
| 3.4.3 本节小结 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于平衡滤波器的低相位噪声差分振荡器研究 |
| 4.1 差分电路对相位噪声改善的理论分析 |
| 4.2 平衡滤波器的实现形式 |
| 4.2.1 中心加载枝节和集总元件法 |
| 4.2.2 对称谐振器法 |
| 4.2.3 平衡式耦合馈线法 |
| 4.3 基于SLNSRR的低相位噪声差分振荡器 |
| 4.3.1 基于SLNSRR的平衡滤波器设计 |
| 4.3.2 基于SLNSRR平衡滤波器的低相位噪声差分振荡器设计 |
| 4.3.3 本节小结 |
| 4.4 基于QSIR的低相位噪声差分振荡器 |
| 4.4.1 单端/平衡式滤波器设计 |
| 4.4.2 基于QSIR滤波器的单端/差分振荡器设计及测试结果 |
| 4.4.3 本节小结 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于SIW谐振器的低相位噪声振荡器研究 |
| 5.1 SIW介绍 |
| 5.1.1 SIW的传输特性 |
| 5.1.2 SIW的损耗特性 |
| 5.2 基于高Q值SIW梳状线谐振器的低相位噪声振荡器 |
| 5.2.1 高Q值SIW梳状线谐振器 |
| 5.2.2 单端口馈电吸收式SIW梳状线谐振器设计 |
| 5.2.3 负阻振荡器设计及测试结果 |
| 5.2.4 本节小结 |
| 5.3 基于SIW高谐波抑制滤波器的低相位噪声振荡器 |
| 5.3.1 谐波抑制对相位噪声改善的理论分析 |
| 5.3.2 基于SIW-QWR谐振器的高谐波抑制滤波器设计 |
| 5.3.3 高谐波抑制低相位噪声振荡器设计及测试结果 |
| 5.3.4 本节小结 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 基于毫米波低相位噪声振荡器的多普勒雷达探头研究 |
| 6.1 毫米波多普勒雷达探头研究的意义 |
| 6.2 低相位噪声振荡器在多普勒探头中的应用 |
| 6.3 低功耗小型化多普勒雷达原理及设计 |
| 6.3.1 多普勒频移 |
| 6.3.2 Ka波段多普勒雷达探头方案 |
| 6.3.3 Ka波段振荡器及其与放大器的级联验证设计及测试 |
| 6.3.4 Ka检波管选型与中频混频设计 |
| 6.3.5 无源电路设计 |
| 6.4 多普勒雷达前端实物及测试结果 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 全文总结和展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（8）毫米波透过率测试系统关键技术与系统集成研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.1.1 毫米波的特点及应用 |
| 1.2 毫米波收发模块国内外研究动态 |
| 1.2.1 国外研究动态 |
| 1.2.2 国内研究动态 |
| 1.3 本文主要工作及内容安排 |
| 第二章 毫米波收发模块理论基础 |
| 2.1 毫米波接收机类型 |
| 2.1.1 超外差接收机 |
| 2.1.2 零中频接收机 |
| 2.1.3 低中频接收机 |
| 2.2 微波频率合成器 |
| 2.2.1 锁相频率合成器 |
| 2.2.2 DDS频率合成器 |
| 2.2.3 DDS+PLL频率合成器 |
| 2.2.3.1 DDS做PLL的参考信号 |
| 2.2.3.2 DDS与PLL输出信号混频 |
| 第三章 毫米波透过率测试系统收发模块设计 |
| 3.1 课题指标和系统方案制定 |
| 3.1.1 课题技术指标 |
| 3.1.2 系统方案设计 |
| 3.2 X波段频率源模块设计 |
| 3.2.1 X波段频率源功能和技术指标 |
| 3.2.2 X波段频率源的设计 |
| 3.2.2.1 频率偏置信号产生电路的设计 |
| 3.2.2.2 锁相环相位噪声的计算和仿真 |
| 3.2.3 微波频率源模块的实现 |
| 3.3 W频段毫米波收发模块的设计 |
| 3.3.1 W频段毫米波收发模块电路设计 |
| 3.3.2 W频段毫米波模块的实现 |
| 3.4 Ka频段毫米波模块的设计 |
| 3.4.1 Ka频段毫米波模块电路的设计 |
| 3.4.2 Ka频段毫米波模块电路的实现 |
| 3.5 中频模块设计 |
| 3.5.1 关键器件的选择 |
| 3.5.1.1 增益可变放大器选择 |
| 3.5.1.2 功率检波器的选择 |
| 3.5.2 中频模块电路设计 |
| 3.5.3 中频模块的实现 |
| 3.6 信号处理系统硬件设计 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 毫米波透过率测试系统各模块测试与系统集成 |
| 4.1 X波段频率源模块的调试与测试 |
| 4.2 W频段毫米波收发模块的测试 |
| 4.2.1 W频段毫米波发射模块的测试 |
| 4.2.2 W频段毫米波接收模块的测试 |
| 4.3 Ka频段毫米波收发模块的测试 |
| 4.3.1 Ka频段毫米波发射模块的测试 |
| 4.3.2 Ka频段毫米波接收模块的测试 |
| 4.4 中频模块的测试 |
| 4.5 毫米波透过率测试系统集成与测试 |
| 4.5.1 毫米波发射机集成 |
| 4.5.2 毫米波接收机集成 |
| 4.5.3 系统功能测试 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 总结 |
| 5.1 本文工作总结 |
| 5.2 工作不足 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 硕士期间的研究成果 |
（9）基于CMOS工艺的射频毫米波锁相环集成电路关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 毫米波CMOS集成电路发展历程和研究意义 |
| 1.2 频率综合器综述 |
| 1.2.1 频率综合器定义、指标和分类 |
| 1.2.2 锁相环频率综合器研究和进展 |
| 1.3 CMOS毫米波频率综合器设计所面临的挑战 |
| 1.4 论文的主要贡献和组织结构 |
| 1.5 论文的主要贡献和组织结构 |
| 参考文献 |
| 第2章 锁相环频率综合器的系统级结构设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 锁相环频率综合器基本结构 |
| 2.3 电荷泵锁相环线性模型及传递函数 |
| 2.3.1 PLL各模块线性模型 |
| 2.3.2 PLL传递函数及稳定性分析 |
| 2.4 电荷泵锁相环相位噪声分析 |
| 2.4.1 相位噪声定义 |
| 2.4.2 电荷泵锁相环相位噪声传输函数 |
| 2.4.3 电荷泵锁相环参考杂散 |
| 2.5 电荷泵锁相环行为级仿真验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第3章 毫米波压控振荡器设计与实现 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 高频VCO基本结构概述 |
| 3.3 LC-VCOs的研究与设计 |
| 3.3.1 基本原理 |
| 3.3.2 VCO主要性能指标 |
| 3.3.3 调谐频率范围分析 |
| 3.3.4 相位噪声研究及优化设计 |
| 3.3.5 毫米波频段Q值提高 |
| 3.4 30-GHz LC-VCO的设计 |
| 3.4.1 电路结构设计 |
| 3.4.2 LC谐振电路设计 |
| 3.4.3 电路版图设计 |
| 3.4.4 电路测试结果及分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 高速可编程多模分频器设计与实现 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 高速可编程多模分频器结构设计 |
| 4.2.1 MMD设计要求 |
| 4.2.2 MMD结构设计 |
| 4.3 高速二分频器的研究与设计 |
| 4.3.1 高速除2分频器的基本结构 |
| 4.3.2 本文设计的高速除2分频器 |
| 4.4 双模分频器的研究与设计 |
| 4.4.1 双模分频器的基本结构 |
| 4.4.2 本文双模分频器电路设计 |
| 4.5 可置数计数器的研究与设计 |
| 4.6 本文设计电路的版图及对应测试结果 |
| 4.6.1 高速宽带直接注入式二分频器设计 |
| 4.6.2 高速宽带双注入式二分频器设计 |
| 4.6.3 宽带连续可编程多模分频器设计 |
| 4.6.4 Ka波段宽带可编程多模分频器设计 |
| 4.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 鉴频鉴相器和电荷泵的设计与实现 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 鉴频鉴相器的研究及实现 |
| 5.2.1 PFD的基本工作原理 |
| 5.2.2 PFD的主要性能指标 |
| 5.2.3 PFD的设计难点 |
| 5.2.4 本文设计的PFD研究分析 |
| 5.2.5 本文设计PFD电路仿真 |
| 5.3 电荷泵的研究及实现 |
| 5.3.1 CP电路主要性能指标 |
| 5.3.2 CP电路的非理想特性 |
| 5.3.3 CP电路的典型电流结构 |
| 5.3.4 本文CP电路设计与仿真 |
| 5.4 鉴频鉴相器与电荷泵级连实现 |
| 5.4.1 PFD和CP电路级连及功能仿真 |
| 5.4.2 PFD和CP测试结果 |
| 5.5 小结 |
| 参考文献 |
| 第6章 Ka波段锁相环频率综合器设计实现 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 毫米波芯片集成考虑的问题 |
| 6.2.1 寄生效应影响增大导致电路级联驱动问题 |
| 6.2.2 寄生效应引起的频率偏移 |
| 6.2.3 模块电路间的串扰耦合 |
| 6.2.4 版图失配影响变大 |
| 6.3 毫米波芯片测试注意事项 |
| 6.4 锁相环频率综合器集成与测试 |
| 6.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 论文主要创新点及电路设计 |
| 7.2 展望 |
| 攻读博士学位期间发表论文 |
| 致谢 |
（10）基于异频信号的群相位量子化处理及其关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 时频信号概述 |
| 1.2 群相位量子化处理的重要性 |
| 1.3 基于群相位量子化处理的关键技术 |
| 1.3.1 异频相位噪声测量技术 |
| 1.3.2 原子频标的高分辨率数字化技术 |
| 1.3.3 频率测量、频标比对及控制技术 |
| 1.3.4 时间间隔测量与时间同步技术 |
| 1.3.5 基于GPS的二级频标锁定、驯服与保持技术 |
| 1.4 论文的主要研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 基于异频信号的群相位量子化理论研究 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 最大公因子频率和最小公倍数周期 |
| 2.3 等效鉴相频率和等效鉴相周期 |
| 2.4 相位重合点及其检测电路 |
| 2.5 相检宽带测频法及其精度分析 |
| 2.6 群相位量子和群周期 |
| 2.7 群相位量子化处理的自适应和智能化 |
| 2.7.1 群相位量子化处理存在的问题 |
| 2.7.2 群相位量子化处理的自适应性 |
| 2.8 本章小结 |
| 第三章 基于异频相位处理的相噪测量新方法研究 |
| 3.1 概述 |
| 3.1.1 频率准确度、频率稳定度及相位噪声 |
| 3.1.2 相位噪声的表征 |
| 3.1.3 时域、频域相互转换 |
| 3.1.4 传统相噪测量方法及其特点 |
| 3.1.5 新相噪测量方法的提出 |
| 3.2 异频相噪测量方法的基本原理 |
| 3.3 异频相噪测量方法的设计 |
| 3.3.1 传统锁相环 |
| 3.3.2 基于等效鉴相频率的锁相处理电路 |
| 3.3.3 基于群相位量子化处理的新型相噪测量系统设计 |
| 3.4 实验结果及分析 |
| 3.4.1 实验原理 |
| 3.4.2 实验结果 |
| 3.4.3 误差分析 |
| 3.4.4 系统完善 |
| 3.5 异频相噪测量方法的关键技术问题 |
| 3.5.1 分频控制问题 |
| 3.5.2 噪声底面问题 |
| 3.5.3 等效鉴相频率和远端噪声的保持问题 |
| 3.5.4 关键技术实验验证问题 |
| 3.6 异频相噪测量方法的进一步研究 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 基于群相位量子化处理的频率测量新方法研究 |
| 4.1 概述 |
| 4.1.1 常见的频率测量方法 |
| 4.1.2 新型频率测量方法的提出 |
| 4.2 基于异频相位处理的频率测量原理 |
| 4.3 基于群相位量子化处理的频率测量方案 |
| 4.3.1 脉宽调整电路 |
| 4.3.2 最佳相位重合点捕捉电路 |
| 4.3.3 基于CPLD的系统实现 |
| 4.4 实验结果及分析 |
| 4.4.1 实验结果 |
| 4.4.2 误差分析 |
| 4.5 系统的进一步研究和完善 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 基于异频相位处理的时间间隔测量与同步技术研究 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 基于时空关系的短时间间隔测量 |
| 5.2.1 信号的时—空关系转换原理 |
| 5.2.2 基于时空关系的短时间间隔测量方案 |
| 5.2.3 基于时空关系的短时间间隔测量实验及分析 |
| 5.3 基于延时复用技术的短时间间隔测量 |
| 5.3.1 整形和控制电路 |
| 5.3.2 附加延时电路和DLL |
| 5.3.3 单稳态触发及计数电路 |
| 5.3.4 新方案的FPGA实现 |
| 5.3.5 实验结果及分析 |
| 5.4 基于异频相位处理与长度游标相结合的时频测量 |
| 5.4.1 异频相位重合检测原理 |
| 5.4.2 基于长度游标法的异频相位重合检测原理 |
| 5.4.3 基于长度游标法的频率测量实验 |
| 5.5 基于短时间隔测量的时间同步技术 |
| 5.5.1 时间同步及应用 |
| 5.5.2 导航卫星星地时间同步的原理及方法 |
| 5.5.3 基于时间间隔测量的时间同步方案 |
| 5.5.4 实验结果及误差分析 |
| 5.6 导航卫星时频信号同步检测技术研究 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 基于群相位量子化处理的原子频标技术研究 |
| 6.1 概述 |
| 6.1.1 原子频标的研究意义 |
| 6.1.2 原子频标的国内外发展现状 |
| 6.1.3 主动型氢原子频标锁相系统的改造 |
| 6.2 基于异频相位处理的主动型氢原子频标锁相系统 |
| 6.2.1 传统主动型氢原子频标的锁相系统 |
| 6.2.2 锁相系统数学模型 |
| 6.2.3 传统锁相系统的工作状态 |
| 6.2.4 新型主动型氢原子频标锁相系统 |
| 6.2.5 实验结果及分析 |
| 6.3 被动型铷原子频标的数字化和智能化处理方法 |
| 6.3.1 被动型铷原子频标的倍增效果和温度补偿 |
| 6.3.2 被动型铷原子频标的频率—温度补偿实验 |
| 6.4 铷原子频标的非实时控制研究 |
| 6.4.1 引言 |
| 6.4.2 铷原子频标的非实时控制原理 |
| 6.5 基于GPS的新型二级频标锁定系统 |
| 6.5.1 系统基本原理 |
| 6.5.2 新型二级频标锁定系统的设计方案 |
| 6.5.3 实验结果及分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 总结和展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 7.2.1 基于群相位量子的周期性运动现象研究 |
| 7.2.2 深空探测中的群相控技术研究 |
| 7.2.3 基于异频相位量子化处理的相控阵雷达技术改造 |
| 攻读博士学位期间的研究成果 |
| ● 完成论文 |
| ● 科研与获奖 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
四、高稳定度的Ka波段耿振荡器（论文参考文献）
- [1]高精度K频段星间微波测距技术研究[D]. 佘世刚. 兰州大学, 2008(12)
- [2]W波段频率源技术研究与应用[D]. 张永鸿. 电子科技大学, 2001(01)
- [3]Ka波段VCO设计[D]. 施宏. 南京理工大学, 2005(07)
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- [10]基于异频信号的群相位量子化处理及其关键技术研究[D]. 杜保强. 西安电子科技大学, 2011(12)