4。6小结 28

致  谢 30

参 考 文 献 31

1 引言

在现代通信领域的一个完整的电子设备中，宽带微波频率源作为核心部件，它的作用影响很大，例如，它在频率测试仪器中的应用，频率源的性能至关重要。在军事领域，通信技术同样快速发展，对频率源性能提出更高的要求。高频，低相噪，超宽带，低杂散成为设计的主要目标，同时在民用领域中也具有越来越广泛的应用。

1。1  频率源国内外技术发展水平

1。2  频率源关键技术指标

频率源的主要技术指标有相位噪声、杂散、输出功率、环路带宽、频率分辨率、功率分辨率等，其中相位噪声和杂散是频率源非常关键的两个指标；相位噪声是指在理想状态下，单根谱线转变成连续频谱，主要由VCO决定；杂散包括谐波杂散和非谐波杂散，作为无用信号出现在输出频谱上的离散点处；带宽是指频率源中最高与最低频率之间的差值，即相对带宽频率切换时间即频率源在两个稳定的工作频率之间完成跳变并达到稳定态所用的时间；频率输出时,相邻频点间的间隔最小值称为频率分辨率。 以上几个指标对于频率源的设计十分重要，对设计方案起着导向作用。

在频率源发展初期，DS的技术指标为：频率转换时间＜100μs,频率分辨率≈10-2Hz，输出频谱纯度较好，工作状态稳定。

到了PLL阶段，锁相时间和相噪是最为重要的技术指标，例如，在国外Atsushi Kanda 研究出的锁相频率源【3】中心频率为60GHz, 相噪为-64dBc/Hz@10kHz，在国内，南京理工大学研制出的低相噪频率源【3】 ，相噪为-86 dBc/Hz@10kHz，输出频率达到58GHz~60GHz。文献综述

到了DDS阶段，频率源的性能指标主要由芯片不同型号决定，目前国内外DDS的主要研制公司包括ADI、Harris、Ditigal RF Solutions、Plessy ，例如ADI公司的AD9858，最高输出频率为400MHz，相噪为-145 dBc/Hz@10kHz，SFDR在奈奎斯特带宽内为-50dBc，在15MHz内为-70dBc,在1MHz内为-80dBc,由以上数值可知，DDS的杂散性能直接影响DDS的整体指标。

目前最常用的是混合式频率合成技术，这种技术的具体实现过程依据不同的技术手段指标也有所区别，例如电子科大04年研制的微波频率源采取DDS激励PLL方式，杂散在-65dBc,相噪为-107 dBc/Hz@10kHz，最高输出频率为684MHz。

1。3   本文内容

本文主要目的在于了解并清晰宽带微波频率源的原理，种类，以及常用宽带微波频率源的设计方法。以下是本论文的主要工作内容：

1。 介绍微波频率源的主要分类

2。 介绍微波频率源的国内外发展过程及现状

3。介绍锁相环（PLL）原理和构成，锁相环中各器件的工作原理和参数要求，以及环路滤波器（LF）的设计方法，

4。介绍常见的锁相频率源，对比各种锁相频率源的特点，以及指标性能的不同。

5。 本文主要任务是设计一个锁相频率源，输出频率在3~6GHz, 频率分辨率为1MHz，杂散在-55dBc，相噪为-80 dBc/Hz@10kHz，完成PLL频率源方案设计，并在ADIsimPLL 软件中环路滤波器(LF)的参数设置进行模拟仿真。

文章共分四章，前三章主要介绍频率源及锁相环的理论基础，最后一章针对实际指标要求进行宽带微波频率源的工程设计。

2  锁相频率源理论分析

频率合成技术至今为止经历了三代，依次是DS,PLL和DDS，DS作为第一代频率合成技术由于性能上的缺点已经很少应用，目前常用的是第二代PLL和第三代DDS频率技术的交叉结合使用，锁相环（PLL）作为频率合成技术的重要理论基础，并为在锁相频率源实际设计中能够获得较好的频率源性能，本章将主要介绍PLL的基本原理和关键指标。