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基于多芯片组件（MCM）技术的雷达前端研究

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基于多芯片组件（MCM）技术的雷达前端研究

作者：侯涛西安电子科技大学

学位级别：硕士

本课题的研究目的是为某项目研制一套Ka波段毫米波收发系统。研制毫米波收发系统主要用到的关键技术有,多芯片组件（MCM）技术,毫米波频率合成技术,毫米波固态发射机技术和多通道毫米波接收机技术等。根据系统指标要求将毫米波收... 详细信息

本课题的研究目的是为某项目研制一套Ka波段毫米波收发系统。研制毫米波收发系统主要用到的关键技术有,多芯片组件（MCM）技术,毫米波频率合成技术,毫米波固态发射机技术和多通道毫米波接收机技术等。根据系统指标要求将毫米波收发系统分成三部分：接收系统、频率源和发射前端。其中,收发前端采用多芯片组件（MCM）技术进行设计,设计结果具有体积小、重量轻和可靠性高等特点;频率源通过直接频率合成技术,为收发前端提供相参的本振信号和发射信号,信号形式有线性调频和连续波两种,连续波信号具有低相噪、低杂散等优点。毫米波收发系统通过了方案设计和工程设计评审,并且经历了设计、加工、调试和系统联调等几个阶段,最终自主研制的Ka波段毫米波收发系统达到了指标要求。本课题的研究成果可为我所毫米波收发系统的小型化、一体化设计奠定基础,同时也可为其它运用毫米波技术的项目提供宝贵经验。

关键词： Ka波段接收系统频率源发射前端 MCM

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任意分频器的DDS实现方法

绿色科技 2015年第9期17卷 294-296页

作者：范瑞林中国人民解放军驻十一所军事代表室北京100012

阐述了任意分频器的原理、结构框图,并在此基础上提出了基于全数字DDS的全新实现方法,可实现频率准确率高、占宽比准确的多个标准频率源同时产生的新技术,探讨了此方法的实现原理和关键代码,并对该方法进行了性能分析。

关键词： DDS 可编程器任意分频器频率源

基于MC145151-2 PPL频率合成器的设计

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电子技术与软件工程 2013年第22期 131-132页

作者：雷少刚西安航空学院电气学院陕西省西安市710077

MC145151-2是一种大规模的CMOS电路,是典型的数字锁相环电路。它主要应用在频率合成、无线测量、扫描接收无线移动通讯等方面。本文介绍应用在频率合成领域,利用MC145151-2的锁相环特点,设定单一稳定频率源,就可以产生多个稳定频点和稳... 详细信息

MC145151-2是一种大规模的CMOS电路,是典型的数字锁相环电路。它主要应用在频率合成、无线测量、扫描接收无线移动通讯等方面。本文介绍应用在频率合成领域,利用MC145151-2的锁相环特点,设定单一稳定频率源,就可以产生多个稳定频点和稳定的频率源,可以有效地解决无线通信系统中同频干扰问题。

关键词：频率合成 VCO 锁相环频率源分频器

10MHz～1GHz低相噪频率源研究与实现

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10MHz～1GHz低相噪频率源研究与实现

作者：张杰电子科技大学

学位级别：硕士

随着现代工业技术的飞速发展，各种精密的电子系统的研制对频率源的性能指标提出了更高的要求。本文以设计一款高分辨率、低杂散、低相位噪声的频率源为目标，结合具体应用需求对比了多种频率合成方法，最终采用了DDS与直接模拟频率合... 详细信息

随着现代工业技术的飞速发展，各种精密的电子系统的研制对频率源的性能指标提出了更高的要求。本文以设计一款高分辨率、低杂散、低相位噪声的频率源为目标，结合具体应用需求对比了多种频率合成方法，最终采用了DDS与直接模拟频率合成技术相结合的混合式频率合成方案。　　针对低相位噪声设计的核心需求，本文从相位噪声的表征出发，描述了电路中不同类型的噪声对相位噪声的影响，在此基础上介绍了直接模拟式频率合成技术和直接数字式频率合成技术的合成原理及其噪声性能，建立了功率合成优化相位噪声的理论模型并以仿真和实际电路分别验证了功率合成对相位噪声的优化作用。最终频率源以模块化方式实现，通过多通道DDS进行功率合成后经连续倍频的方式输出10MHz~1GHz低相噪、低杂散和高分辨率宽带信号。　　本文设计的低相噪频率源由1GHz参考时钟模块、多通道DDS模块、频率拓展模块以及功率控制模块构成。参考时钟模块使用非线性传输线脉冲压缩技术对100MHz恒温晶体振荡器的输出信号作十倍频，获得的1GHz参考时钟相位噪声可达-147dBc/Hz@1kHz。DDS模块中各通道共用1GHz参考时钟，将四通道DDS输出进行功率合成，合成后的相位噪声相较单片DDS的相位噪声优化了接近6dB。频率拓展模块将DDS模块输出的10MHz~125MHz信号扩频至1GHz，其由三个二倍频子模块构成，采用二极管桥堆宽带倍频的方式实现低相噪二倍频，然后利用变容二极管等效电容与偏置电压的变化关系设计电压调谐滤波器对倍频器输出进行选频。功率控制模块包含放大器、数字步进衰减器以及ALC电路，通过数字步进衰减器粗调和ALC电路细调相互配合实现0.1dB的功率调整步进。最终实现的频率源频率分辨率可达1mHz，杂散优于-65dBc，在10MHz、100MHz、500MHz以及1GHz等输出频点处的相位噪声分别为-164dBc/Hz@20kHz、-151dBc/Hz@20kHz、-139dBc/Hz@20kHz、-133dBc/Hz@20kHz，各项指标均符合设计要求。

关键词：低相位噪声频率源功率合成非线性传输线

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一种脉冲多普勒天气雷达接收机

现代雷达 2004年第3期26卷 58-60页

作者：方立军马骏华东电子工程研究所合肥230031

介绍了一种C波段脉冲多普勒天气雷达接收机。该接收机采用了大动态接收、低相噪频率合成、频率稳定性在机测试、系统实时标定和先进BITE等技术 ,取得了十分满意的效果。

关键词：脉冲多普勒天气雷达接收机频率合成器 BIT 动态接收频率稳定性频率源

《固体电子学研究与进展》2015年(第35卷)第1～6期总目次

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固体电子学研究与进展 2015年第6期35卷 608-614页

基于CMOS工艺的太赫兹频率源产生方法与验证

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基于CMOS工艺的太赫兹频率源产生方法与验证

作者：宋琦天津大学

学位级别：硕士

太赫兹波介于微波和光波之间,具有穿透性强、带宽大等独特的优势,在基础研究、生物医学以及现代通信等领域存在巨大的潜力。具有高输出功率的太赫兹频率源是实现上述应用的基础。CMOS工艺由于成本低且适合大规模集成,成为实现太赫兹频... 详细信息

太赫兹波介于微波和光波之间,具有穿透性强、带宽大等独特的优势,在基础研究、生物医学以及现代通信等领域存在巨大的潜力。具有高输出功率的太赫兹频率源是实现上述应用的基础。CMOS工艺由于成本低且适合大规模集成,成为实现太赫兹频率源的主流工艺,但其较低的截止频率、较低的电源电压以及高损耗的衬底都成为设计高输出功率太赫兹频率源的阻碍,因此研究基于CMOS工艺的太赫兹频率源具有重要意义。目前太赫兹频率源主要有倍频法、基频法以及谐波法三种实现方式。为用较小的面积获得高输出功率的稳定太赫兹信号,本文选择谐波法进行设计。着重解决太赫兹频段有源器件负阻小的问题,研究获得高输出功率太赫兹频率源的设计方法,分别基于55 nm CMOS工艺和28 nm CMOS工艺设计并实现了高输出功率的太赫兹频率源,具体工作如下:(1)针对太赫兹频段晶体管性能迅速衰退导致频率源负阻小的问题,提出了基于变压器耦合的负阻增强技术,基于55 nm CMOS工艺设计了太赫兹频率源。该技术在单核电路中增加了额外的晶体管抵消电感损耗,结合变压器耦合增大了电压摆幅,最后运用功率合成结构实现了输出功率提升。该设计实测中心频率为302.7 GHz,调频范围为1%,最大输出功率为-7.5 dBm。(2)针对太赫兹频率源输出功率低的问题,使用28 nm CMOS工艺设计了基于三点式结构的谐波提取太赫兹频率源。在单核电路中加入了源极退化电容提高晶体管的最大振荡频率,同时采用共偏置网络锁定单核电路进行功率合成,为芯片布局提供了更大的自由度。设计使用28 nm CMOS工艺,实测中心频率为322 GHz,调频范围为1.6%,最大输出功率为-0.2 dBm,1 MHz和10 MHz处的相位噪声分别为-72.3 dBc/Hz和-86 dBc/Hz。

关键词：太赫兹频率源 CMOS 高输出功率负阻增强源极退化电容

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雷达目标微多普勒特征提取的频率稳定度约束

电波科学学报 2014年第4期29卷 644-652页

作者：鄢宏华王文生中国电子科学研究院北京100041

微多普勒特征的准确提取对于雷达目标识别具有重要意义.提出了调频闪烁噪声产生方法;给出了频率源相位噪声综合的参数化模型.在此基础上,结合相位噪声对微多普勒特征提取的影响分析,建立了以载频信号相位噪声为主要干扰源的全相参脉冲... 详细信息

微多普勒特征的准确提取对于雷达目标识别具有重要意义.提出了调频闪烁噪声产生方法;给出了频率源相位噪声综合的参数化模型.在此基础上,结合相位噪声对微多普勒特征提取的影响分析,建立了以载频信号相位噪声为主要干扰源的全相参脉冲雷达微多普勒特征提取仿真系统.引入逆拉东(Radon)变换,定量分析了相位噪声对雷达目标微多普勒特征提取的影响,得出现有的晶振技术指标可支撑中段弹头目标微多普勒特征提取的明确结论.

关键词：微多普勒频率源相位噪声

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一种低相位噪声采样时钟源的设计

电子科技 2014年第6期27卷 39-41,45页

作者：蒋小强石玉苏安刚赵宝林电子科技大学微电子与固体电子学院四川成都610054

分析了锁相环频率合成器与数字直接频率合成器的原理,阐述了二者性能的优劣。并在此基础上设计了一款低相位噪声的采样时钟源。该频率源结合锁相环和直接数字频率合成器的优势,在75 MHz时相位噪声可达-119 dBc@1 kHz、-116 dBc@100 kHz。

关键词：频率源数字直接频率合成器滤波器相位噪声