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摘要本文研究了一种锁相式毫米波点频源的设计方法，其工作频率为35GHz，采用锁相环路与倍频电路的方式，首先在C波段实现锁相环路，再将之倍频至Ka波段。文中首先介绍了锁相环的基本原理，建立其基本模型和相位模型，分析了锁相环的一些特性。随后本论文对系统方案进行比较，选择了锁相-倍频方案并计算出了锁相电路的各项参数。最后，对设计进行幅频响应、时域分析和噪声分析并给出分析结果。25503
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其中，锁相环路的设计采用ADIsimPLL软件完成，对整个电路的仿真采用ADS软件完成。根据仿真结果，毫米波源的相位噪声为-105.189dBc/Hz@100kHz，并在结论部分给出后续建议。
关键词 毫米波，锁相环，频率合成器，倍频器，相位噪声
本科生毕业论文设计外文摘要
Title The Design of 35 GHz Millimeter-wave Source
Abstract
In this dissertation, a phase-locked mm-wave point frequency source is presented. The source works at 35GHz, using a PLL and frequency multiplying circuit. A PLL works at C band is designed, then the signal is multiplied to Ka band.
In this dissertation, the fundamental theory of PLL is introduced at first. Then, the base model and phase model of PLL are established, and some characteristics of PLL are analysed. In the second part, different schemes of the millimeter-wave source are compared, a phase-locked and frequency-multiply scheme is selected and its schematic parameters are provided. At last, the amplitude frequency response, time domain analysis and noise analysis of the design are established and the result is shown.
The design of PLL is using ADIsimPLL software, and the simulation of the whole circuit is using Advanced Design System. In the result of the simulation, the phase noise of the millimeter-wave source is -105.189dBc/Hz@100kHz offset, and some suggestion are provided in the conclusion part.
Keywords millimeter wave, PLL, frequency synthesizer, frequency multiplier, phase-noise
目 录
第一章 引言 1
1.1 关于毫米波 1
1.2 国内外毫米波源研究近况 1
1.3 本课题介绍 2
第二章 锁相环 3
2.1 锁相环原理 3
2.2 锁相环的基本模型 3
2.2.1 鉴相器PD 3
2.2.2 环路滤波器LF 4
2.2.3 压控振荡器VCO 5
2.3 锁相环的相位模型 6
2.4 锁相环的特性 7
第三章 毫米波源设计方案 10
3.1 常见的频率合成形式 10
3.2 系统方案设计 11
3.3 使用simPLL进行参数设计 14
3.4 使用ADS软件进行仿真 22
3.4.1 查看电路频响特性 22
3.4.2 查看锁定时间 23
3.4.3 估算相位噪声 25
3.5 仿真结果 26
3.5.1 simPLL的仿真结果 26
3.5.2 ADS的仿真结果 27
结论 29
致谢 30
参考文献 31
第一章 引言
1.1 关于毫米波
毫米波，通指波长为1至10mm，即频率在30~300GHz之间的电波。这一频段亦被称为极高频(Extremely High Frequency, EHF)，常用于卫星通信、雷达系统和天体观测。而在传统的波段划分中，有时也将频率低于EHF的部分频段，如C波段(4~8GHz)、X波段(8~12GHz)的信号称为毫米波信号。
使用毫米波信号进行通信、传输和探测的系统，被称为毫米波系统，由于具有传输容量大、设备轻便和抗干扰能力强的优点[1~3]，能够支持各种超宽带业务，是未来无线通信突破微波频段向更高频段发展的一个重要方向[4~6]。其中60GHz毫米波无线通信，成为近距离无线通信领域的研究新热点[7~10]。
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