X波段介質振蕩器的設計與仿真

摘 要:主要介紹了介質振蕩器的設計理論，以及使用Agilent公司的ADS仿真軟件進行X波段介質振蕩器的設計和仿真。在設計過程中使用NEC公司的MESFET管NE71084作為振蕩器的有源器件，利用介質諧振器實現了輸出信號的穩頻與反饋。給出仿真結果和輸出信號相位噪聲與功率的實際測試結果。測試結果表明，該方法可以有效地指導介質振蕩器的設計過程，提高設計效率。

關鍵詞:介質振蕩器; 相位噪聲; ADS; X波段

中圖分類號:TN911 文獻標識碼:A

文章編號:1004-373X(2010)13-0027-04

Design and Simulation of X-band Dielectric Oscillator

YU Chun-lei

(Radar and Avionics Institute of AVIC， Wuxi 214063， China)

Abstract: The design theory of the dielectric oscilator is introduced. The design and simulation of the X-band dielectric oscillator are performed by the aid of ADS software of Agilent Company. In the design， a highperformance MESFET NE71084 of NEC Company is used as the active element. The frequency stabilization and feedback of the output signal are realized by a dielectric resonator. The simulation result and the detected result of the output signal phase noise are offered. The testing result indicates that the method for designing the X-band dielectric oscillator is effective.

Keywords: dielectric oscillator; phase noise; ADS; X-band

0 引 言

振蕩器是雷達、通信等現代電子設備的重要組成部分，通過在特定的載波頻率點建立穩定的振蕩可以為調制和混頻等信號處理過程提供必要的條件，振蕩器的指標尤其是相位噪聲的優劣將直接影響到系統整體性能的高低[1-2]。

20世紀30年代，美國斯坦福大學的R.D.Richtmyer從理論上證明了介質諧振器的可行性，但限于工藝和技術水平直到60，70年代才開發出合適的材料用于介質諧振器的設計和生產。由介質振蕩器由于溫度穩定性好，工作于高頻率時可以提供優良的頻譜特性和相位噪聲特性，已在厘米波、毫米波的領域得到了廣泛應用[3-6]。

本文主要借助于Agilent公司的ADS仿真軟件(Advanced Design System，ADS)對一個工作于X波段的介質振蕩器進行了原理設計、仿真評估和實際測試，著重介紹了如何利用仿真軟件實現對所設計產品的性能評估。

1 介質振蕩器原理

介質振蕩器在工作原理上與通常的振蕩器沒有本質區別。振蕩器都是使用有源電路提供能量，利用反饋等手段使得有源電路發生自激振蕩，再通過外接的諧振電路實現選頻、穩頻功能，并將得到的最終信號通過輸出網絡送往后級電路。……