基于高溫超導(dǎo)諧振腔的X波段振蕩器研制.pdf

1、微波振蕩器作為各種微波系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，相位噪聲和頻率的長(zhǎng)期穩(wěn)定性為其關(guān)鍵指標(biāo)。基于這一背景，本文通過(guò)設(shè)計(jì)一款基于高溫超導(dǎo)諧振腔穩(wěn)頻的 X波段振蕩器，對(duì)振蕩器的理論進(jìn)行分析及工程實(shí)踐上的一些問(wèn)題進(jìn)行研究。本文中振蕩器采用反饋式振蕩器模型設(shè)計(jì)，由放大器和反饋網(wǎng)絡(luò)組成，反饋網(wǎng)絡(luò)包括諧振網(wǎng)絡(luò)和移相器，選用高溫超導(dǎo)諧振腔作為諧振網(wǎng)絡(luò)。文中對(duì)振蕩器起振條件進(jìn)行了理論上的分析，基于Leeson相位噪聲模型對(duì)影響振蕩器相位噪聲因素進(jìn)行分析，其中諧振網(wǎng)絡(luò)

2、有載品質(zhì)因數(shù)QL對(duì)振蕩器相位噪聲的影響較大，即有載品質(zhì)因數(shù)QL越高，振蕩器相應(yīng)的相位噪聲越好。闡述了作為諧振網(wǎng)絡(luò)的高溫超導(dǎo)諧振腔理論，分析了影響高溫超導(dǎo)諧振腔有載品質(zhì)因數(shù)的幾個(gè)重要因素。
　　本研究基于對(duì)振蕩器理論的分析，首先對(duì)振蕩器進(jìn)行了整體的設(shè)計(jì)分析，確定了基本的方案。通過(guò)電磁仿真軟件HFSS對(duì)高溫超導(dǎo)諧振腔的結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模，分析高溫超導(dǎo)諧振腔中耦合結(jié)構(gòu)對(duì)高溫超導(dǎo)諧振腔有載品質(zhì)因數(shù)及穩(wěn)定性的影響，選擇出合適的耦合模式和結(jié)構(gòu)；環(huán)路

3、放大器采用兩級(jí)BJT管子進(jìn)行級(jí)聯(lián)設(shè)計(jì)，使其滿足振蕩器的起振的增益條件，且環(huán)路放大器采用低噪聲的設(shè)計(jì)來(lái)保證振蕩器的噪聲輸出在低的水平上，用來(lái)提高整個(gè)振蕩器的相位噪聲；移相器選用模擬移相器，使其可以在360度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)連續(xù)可調(diào)，以滿足振蕩器的相位起振條件；對(duì)定向耦合器進(jìn)行了設(shè)計(jì)，完成振蕩器各個(gè)器件的設(shè)計(jì)。最后對(duì)各個(gè)器件進(jìn)行了制作和調(diào)試，其中，高溫超導(dǎo)諧振腔的有載品質(zhì)因數(shù)高達(dá)410000，其極高的有載品質(zhì)因數(shù)QL對(duì)實(shí)際振蕩器實(shí)現(xiàn)較好的相位噪聲