导读:本文包含了毫米波锁相源论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:毫米波,振荡器,约瑟夫,谐波,分频器,超导,锁相环。
毫米波锁相源论文文献综述
刘法恩[1]（2015）在《基于CMOS工艺的射频毫米波锁相环集成电路关键技术研究》一文中研究指出随着无线通信技术的高速发展和人们对高速短距离通信需求的不断提高,应用于毫米波频段的通信技术,作为一种具有巨大发展潜力的新型无线通信技术已成为近年来的研究热点。因此,毫米波集成电路的研究设计受到大家越来越多的关注。早期的毫米波集成电路大多采用GaAs和InP工艺来实现,由于工艺的限制,使得电路难以大规模集成,且电路加工成本较高。相比之下,CMOS工艺在集成度、成本和功耗方面有着难以取代的优势,以CMOS工艺为基础的毫米波通信系统是未来无线通信电路发展的必然方向,与此同时,其特征频率的不断提高使得以CMOS工艺实现毫米波集成电路成为可能。因此,本文研究基于CMOS工艺的毫米波锁相环频率综合器集成电路。作为无线收发机核心组成模块,锁相环频率综合器电路直接影响整个收发机性能的好坏,是实现无线收发信机全集成的关键瓶颈。本文在973项目的支持下,主要致力于CMOS工艺毫米波锁相环电路,包括压控振荡器VCO (Voltage Control Oscillator),可编程多模分频器MMD (Multi-Modulus Divider),鉴频鉴相器PFD (Phase Frequency Detector)和电荷泵CP (Charge Pump)等的研究与设计。针对毫米波段的锁相环频率综合器设计相关的难点提出相应的解决方法。取得的主要研究成果如下：鉴于毫米波频段可变电容Q值降低对VCO相位噪声的影响,采用增强Q值的开关电容阵列来提高谐振网络的Q值,同时拓展VCO的调谐频率范围。此外,电路只引入PMOS交叉耦合对来提供负阻,以降低闪烁噪声对VCO相位噪声的影响。采用TSMC 90nm CMOS工艺实现了一种30 GHz的宽带低噪声VCO芯片。测试结果表明：该VCO的调谐范围为25～30.66 GHz,整个频率调谐范围内1MHz频偏处的相位噪声为-96.2～105.4 dBc/Hz,核心电路最大工作电流为10.5 mA.对高速二分频器电路进行了详细的调研,并进行理论分析和设计方法研究。重点研究高速注入式二分频器拓展锁定范围的方法,基于TSMC 90nm CMOS工艺给出了两种高速超宽带注入式二分频器芯片：27.2～42.3 GHz直接注入式二分频器和26～47.9 GHz双注入式二分频器。测试结果表明：两种芯片均具有良好的性能,锁定范围超过40%,与已报道的研究成果相比,具有更优的综合性能。为了实现频率综合器的多通道输出,本文设计了高速低功耗可编程分频器芯片。为了提高电路的工作速度,详细分析了电路关键信号通路的时延,优化电路结构设计以提高电路的工作速度：为了降低工作电流,电路设计采用低功耗电路结构,同时创新性地提出了无驱动缓冲电路结构,通过理论分析注入式高速二分频器锁定范围和输出功率的折中关系,合理设计相关参数以获得足够的输出信号功率来直接驱动同步双模分频器,同时保证较宽的锁定范围。基于TSMC 90nm CMOS工艺设计了两个可编程分频器：10.2～18.3 GHz连续可编程分频器设计和25.4～33.5 GHz可编程分频器设计。测试结果表明：两种芯片的功耗分别为12.1 mW和15.8 mW,与已报道的研究成果相比,均具有更低的功耗。基于TSMC 90nm CMOS工艺设计了鉴频鉴相器和电荷泵级联电路芯片,详细分析了影响PFD和CP性能的各个因素。为了拓展PFD的鉴相范围,通过时序分析的方法获得影响鉴相范围的关键延时,并进行针对性优化设计。为了使所设计的CP具有充放电电流匹配特性好、抖动小,输出电压范围宽,电流毛刺少等优点,提出了一种改进型电流舵CP设计。电路采用电流补偿电路,加速锁定电路,毛刺抑制电路等辅助模块电路来提高性能。测试结果表明：PFD和CP级联电路的逻辑功能正确,性能优良。1.2 V电源电压下,PFD的鉴相范围为-354°～354°,CP的输出电流为92μA,在0.2-1.1 V输出电压范围内电流失配比小于1.1%,电流抖动小于4%。基于上述的模块电路,采用TSMC 90nm CMOS工艺设计实现了一种工作于Ka波段的锁相环频率综合器芯片。文中给出了环路指标的预算和电路结构的设计,并针对毫米波段频率综合器电路设计所存在的特有难点,如寄生增大、串扰严重、级间驱动困难等,对整体电路的结构,系统参数以及版图设计进行优化。另外,电磁场仿真工具被应用于电路的设计中来保证模块电路工作频率的准确性。该锁相环频率综合器采用1.2 V电源电压供电,工作电流仅为32 mA,在28-32.7 GHz的锁定范围内,输出频率分辨率为100MHz,在1MHz频偏处的相位噪声为-91.6～-99.2 dBc/Hz,参考杂散低于-50 dBc。测试结果表明频率综合器满足应用要求。(本文来源于《东南大学》期刊2015-05-01）
蒋健兵[2]（2014）在《CMOS毫米波锁相环及高精度正交信号发生器的研究设计》一文中研究指出随着通信需求的日益提高,基于毫米波的短距离无线通信和基于光纤的互联网通信技术因其巨大的带宽和超高的数据传输率而成为国内外的研究热点。同时,CMOS工艺技术不断发展,这使得采用CMOS实现毫米波和光通信的集成电路成为可能。一方面对于毫米波通信而言,如何提供一个宽调谐范围、低相位噪声的本振信号具有十分重要的意义；而另一方面,光通信中超高速的时间交织ADC对多相采样时钟也提出了更高的要求。因此,本文的主要研究内容是应用于毫米波通信的60GHz锁相环,以及应用于超高速ADC中的精确多相位时钟生成电路。本文首先介绍了锁相环的基本原理和设计方法,总结了基于环路稳定性的最大相位裕度方法的环路参数设计步骤。接着,详细介绍了毫米波锁相环和正交时钟生成电路的设计方法,其中主要包括：(1)提出一种基于可变电感的宽调谐范围毫米波振荡器。通过控制可变电感副线圈的导通与断开,改变副线圈的负载,从而改变主线圈的感值,进而改变谐振频率。同时,振荡器的输出经过变压器耦合输出到下一级,这样不仅可以减小后级负载寄生对振荡器谐振频率的影响,也可以提高注入锁定分频器的注入效率,从而增加毫米波分频器的锁定范围。最终本文实现了一个宽调谐范围的毫米波振荡器,其调谐范围可覆盖60-67GHz,超过11%。而基于变压器耦合输入的直接注入锁定分频器,在0dBm的输入下锁定范围达到了54～71GHz。当振荡器与分频器级联仿真时,该注入锁定分频器可以完整覆盖VCO的调谐范围。(2)除了毫米波振荡器和注入锁定分频器之外,本文还设计了由可再生的注入锁定分频器、CML高速四分频器、可编程分频比分频器组成的分频链路,以及鉴频鉴相器、电荷泵等电路模块,最终实现了整个毫米波锁相环系统的设计。(3)共同提出一种基于注入信号能量可调的正交分频器,使其输出相位可调,从而改善因器件失配、工艺偏差等因素引起的正交相位的误差,输出高精度的正交时钟。该正交分频器在输入信号为0dBm时,锁定范围达到9-20GHz,超过75%的锁定范围,并且绝对相位误差的平均值小于0.26。。(4)在(3)的基础上,针对光通信中时间交织ADC的应用需求,设计实现了一个6/8 GHz的正交锁相环。在该锁相环可以覆盖5.8～6.5 GHz以及7.1～8.3GHz这两个频率范围,满足项目需求。VCO以及注入锁定分频器输出的相位噪声在1MHz的频偏处为-105dBc/Hz。(5)这两次设计都采用TSMC 65nm CMOS的工艺流片,目前正在测试。(本文来源于《复旦大学》期刊2014-05-15）
陈阳平[3]（2012）在《基于65nm CMOS工艺的毫米波锁相信号源研究》一文中研究指出随着半导体工艺的飞速发展,采用CMOS工艺实现60GHz超高速短距离无线通信已成为研究热点。锁相信号源作为60GHz接收机中的核心部分具有非常重要的研究意义。因此,本文针对60GHz超高速短距离无线通信应用,根据接收机系统对锁相信号源的性能要求,进行了MATLAB环路参数设计及Simulink建模仿真,并且设计了压控振荡器、分频器、鉴频鉴相器、电荷泵等模块电路。本文主要研究内容如下：1)在系统设计方面,推导了环路传递函数并采用MATLAB编程计算环路滤波器各元件的参数值,采用Simulink对锁相信号源进行行为级建模仿真,得到了锁相信号源的锁定特性和各模块电路主要性能参数。2)在环路噪声分析部分,通过分析各个电路模块噪声到锁相信号源输出端相位噪声的传递函数,得到了各类噪声到输出端的传输特性。3)在锁相信号源模块电路的分析与设计中,压控振荡器采用了NMOS交叉耦合结构,并使用PMOS管作尾电流源以降低相位噪声,该振荡器输出采用两级放大器以提高输出功率和降低负载牵引效应；第一级电流模式逻辑分频器省略了尾电流源,以使其能在低电源电压下工作,增加并联峰化电感,增大了其工作频率和分频范围；采用复位延时方法,克服了鉴频鉴相器的“死区”现象；电荷泵设计中,选用电流舵型电荷泵,减小了开关切换时间,从而提高电荷泵的工作频率。最后,采用UMC65nm CMOS工艺对锁相环各电路进行了仿真设计。其中压控振荡器的相位噪声在1MHz频偏处约为-90dBc/Hz。锁相信号源锁定范围为29.5GHz～31.7GHz。当供电电压为1.2/0.7V时,消耗功率为48mW。从输出频谱可以看出,参考杂散低于-23dBc。仿真得到的锁相信号源各项指标均达到60GHz超高速短距离无线通信接收机的要求,从而验证了本文方案设计的合理性和理论分析的正确性。(本文来源于《电子科技大学》期刊2012-04-01）
苏璞,陈继新[4]（2011）在《基于130nm CMOS工艺的毫米波锁相环设计》一文中研究指出采用130nm CMOS工艺设计了30 GHz锁相环(PLL)电路,包括30GHz频段的压控振荡器(VCO),米勒分频器(Miller-Divider),分频链路,鉴频鉴相器,电荷泵(CP)等。对VCO中电流镜进行了改进从而改善了相位噪声。在工作电压1.5V下,锁相环的锁定范围为2GHz,输出频率30GHz时,1MHz频偏处的相位噪声为-90dBc/Hz。(本文来源于《2011年全国微波毫米波会议论文集（下册）》期刊2011-06-01）
刘亮,王兴春[5]（2008）在《基于返波管振荡器的毫米波锁相源设计》一文中研究指出返波管振荡器由于具有带宽宽、输出频率连续可调、输出功率较大等优点在毫米波频段的信号源中得到了很多应用。如何利用频率合成技术把毫米波返波管振荡器的输出锁定在高频率稳定度的参考上,在毫米波频段提供宽带高频率稳定度的信号是返波管振荡器应用中的技术难点。本文针对返波管振荡器的特性,讨论了实现毫米波返波管振荡器锁相的技术方法,完成了某毫米波信号源的设计,取得了很好的效果。(本文来源于《国外电子测量技术》期刊2008年04期）
叶苏俐,许伟伟,杨健,张亚凡,吴培亨[6]（2007）在《高温超导混频器用于毫米波锁相稳频源》一文中研究指出设计了与小型脉冲管制冷机配套的高温超导混频测量系统,实现了高温超导约瑟夫森结3mm波段的96次谐波混频。在此基础上,完成了最高60次谐波的3mm压控振荡器锁相稳频工作。实验结果表明,振荡器的频谱纯度得到了很大的提高,实现了高温超导谐波混频器锁相稳频源。(本文来源于《“第十叁届全国微波能应用学术会议”暨“2007年国际工业微波节能高峰论坛”论文集》期刊2007-11-14）
叶苏俐,许伟伟,杨健,张亚凡,吴培亨[7]（2007）在《高温超导混频器用于毫米波锁相稳频源》一文中研究指出设计了与小型脉冲管制冷机配套的高温超导混频测量系统,实现了高温超导约瑟夫森结3mm波段的96次谐波混频。在此基础上,完成了最高60次谐波的3mm压控振荡器锁相稳频工作。实验结果表明,振荡器的频谱纯度得到了很大的提高,实现了高温超导谐波混频器锁相稳频源。(本文来源于《材料导报》期刊2007年S2期）
谭炽州[8]（2005）在《60GHz毫米波锁相源》一文中研究指出频率合成技术是雷达、通信等电子系统实现高性能指标的关键技术之一,很多现代电子设备和系统的功能实现,都直接依赖于所用频率合成器的性能,所以高性能频率合成器的设计是现代通信技术中一个很重要的研究方向。本文应用锁相技术对U 波段数字锁相源进行了研究,采用双环锁相,谐波混频,中频鉴相的方案实现U 波段数字频率源。主要工作分为以下几个部分:首先,介绍了锁相环的工作原理和基本组成部分;其次,介绍了锁相环的设计和环路滤波器的设计;第叁,介绍使用先进EDA 工具(ADS)进行谐波混频器仿真设计方法,并给出了仿真设计结果和实际测量结果;第四,介绍U 波段毫米波VCO 的设计及调试方法,给出U 波段毫米波VCO 的实际测量结果;最后,对整个锁相系统进行测试,其测试结果:输出频率:60GHz,输出功率: 3mW,相位噪声:-70.4dBc/Hz@10KHz,结果基本上达到了课题要求。(本文来源于《电子科技大学》期刊2005-05-01）
马海虹[9]（2004）在《毫米波锁相源研究及应用》一文中研究指出本文以95GHz毫米波干涉仪测试系统为背景，开展毫米波发射机锁相信号源研究。95GHz所属频段是毫米波频段的一个重要“大气窗口”频段，由于它的频率高、波长短，因此，越来越受到国内外研究机构重视。其频率高，可获得更大的多普勒频率，更有利于慢速目标的检测；其波长短，可实现系统的小型化和更好的定向性，有利于系统的机动性。毫米波信号源是构成系统应用的关键部件，西方发达国家从一开始就对我国进行严密的技术封锁和设备、器件禁运，要想利用毫米波信号源只有靠我们自己的力量去研究，所以，对毫米波信号源技术的研究有着及其重要的现实意义。本文的主要贡献是：基于“基波锁相、谐波输出”的构想，研制出由毫米波双端口谐波VCO、毫米波谐波混频器构成的专用锁相振荡器——毫米波复合谐波振荡器，降低了毫米波锁相环的频率，从而大大降低毫米波锁相源的技术难度。最终采用双环锁相的方式完成了高稳定、高精度的95GHz毫米波频率源研制，并成功地应用在国内第一套95GHz毫米波干涉仪测试系统的发射机中，完全满足工程要求。论文的主要结构为：第一章是前言部分，简单介绍了课题来源、选题背景、技术指标要求以及其实际应用情况。第二章简要介绍毫米波干涉仪的使用背景和设计方案。第叁章分析了锁相环的基本工作原理及其主要特点。详细介绍了毫米波固态锁相源的设计思想、设计过程、实验测试，并对测试结果进行简单分析。第四章简述毫米波锁相源在实际工程中的应用，给出系统的测试结论和应用现状。最后是结论部分，提出进一步的改进措施，并指出随后应开展的工作。毫米波锁相源最后达到的技术指标如下：工作频率95GHz，在－10～+45℃范围内，频率稳定度达到1.2×10－6，相位噪声优于-56dBc/Hz@10kHz，杂散-50dBc, 输出功率10mW。(本文来源于《电子科技大学》期刊2004-04-01）
徐锐敏,张文彬[10]（2002）在《毫米波锁相倍频源小型化研究》一文中研究指出本文介绍了小型毫米波跳频频率合成器的研究方法。为了满足系统小型化要求 ,采用微波频段锁定倍频到毫米波频段的锁相倍频方案 ,选用超小型、无任何补偿措施的普通 10MHz晶振。整个毫米波锁相源在15 0cm3 体积内实现。测试结果为输出频率 2 9～ 31GHz ,步进频率为 2 0MHz,相噪优于 - 6 5dBc/Hz @10kHz,输出功率大于 10dBm ,可在 8mm接收机中作本振或在发射机中作基准源使用(本文来源于《微波学报》期刊2002年03期）
毫米波锁相源论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
随着通信需求的日益提高,基于毫米波的短距离无线通信和基于光纤的互联网通信技术因其巨大的带宽和超高的数据传输率而成为国内外的研究热点。同时,CMOS工艺技术不断发展,这使得采用CMOS实现毫米波和光通信的集成电路成为可能。一方面对于毫米波通信而言,如何提供一个宽调谐范围、低相位噪声的本振信号具有十分重要的意义；而另一方面,光通信中超高速的时间交织ADC对多相采样时钟也提出了更高的要求。因此,本文的主要研究内容是应用于毫米波通信的60GHz锁相环,以及应用于超高速ADC中的精确多相位时钟生成电路。本文首先介绍了锁相环的基本原理和设计方法,总结了基于环路稳定性的最大相位裕度方法的环路参数设计步骤。接着,详细介绍了毫米波锁相环和正交时钟生成电路的设计方法,其中主要包括：(1)提出一种基于可变电感的宽调谐范围毫米波振荡器。通过控制可变电感副线圈的导通与断开,改变副线圈的负载,从而改变主线圈的感值,进而改变谐振频率。同时,振荡器的输出经过变压器耦合输出到下一级,这样不仅可以减小后级负载寄生对振荡器谐振频率的影响,也可以提高注入锁定分频器的注入效率,从而增加毫米波分频器的锁定范围。最终本文实现了一个宽调谐范围的毫米波振荡器,其调谐范围可覆盖60-67GHz,超过11%。而基于变压器耦合输入的直接注入锁定分频器,在0dBm的输入下锁定范围达到了54～71GHz。当振荡器与分频器级联仿真时,该注入锁定分频器可以完整覆盖VCO的调谐范围。(2)除了毫米波振荡器和注入锁定分频器之外,本文还设计了由可再生的注入锁定分频器、CML高速四分频器、可编程分频比分频器组成的分频链路,以及鉴频鉴相器、电荷泵等电路模块,最终实现了整个毫米波锁相环系统的设计。(3)共同提出一种基于注入信号能量可调的正交分频器,使其输出相位可调,从而改善因器件失配、工艺偏差等因素引起的正交相位的误差,输出高精度的正交时钟。该正交分频器在输入信号为0dBm时,锁定范围达到9-20GHz,超过75%的锁定范围,并且绝对相位误差的平均值小于0.26。。(4)在(3)的基础上,针对光通信中时间交织ADC的应用需求,设计实现了一个6/8 GHz的正交锁相环。在该锁相环可以覆盖5.8～6.5 GHz以及7.1～8.3GHz这两个频率范围,满足项目需求。VCO以及注入锁定分频器输出的相位噪声在1MHz的频偏处为-105dBc/Hz。(5)这两次设计都采用TSMC 65nm CMOS的工艺流片,目前正在测试。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
毫米波锁相源论文参考文献
[1].刘法恩.基于CMOS工艺的射频毫米波锁相环集成电路关键技术研究[D].东南大学.2015
[2].蒋健兵.CMOS毫米波锁相环及高精度正交信号发生器的研究设计[D].复旦大学.2014
[3].陈阳平.基于65nmCMOS工艺的毫米波锁相信号源研究[D].电子科技大学.2012
[4].苏璞,陈继新.基于130nmCMOS工艺的毫米波锁相环设计[C].2011年全国微波毫米波会议论文集（下册）.2011
[5].刘亮,王兴春.基于返波管振荡器的毫米波锁相源设计[J].国外电子测量技术.2008
[6].叶苏俐,许伟伟,杨健,张亚凡,吴培亨.高温超导混频器用于毫米波锁相稳频源[C].“第十叁届全国微波能应用学术会议”暨“2007年国际工业微波节能高峰论坛”论文集.2007
[7].叶苏俐,许伟伟,杨健,张亚凡,吴培亨.高温超导混频器用于毫米波锁相稳频源[J].材料导报.2007
[8].谭炽州.60GHz毫米波锁相源[D].电子科技大学.2005
[9].马海虹.毫米波锁相源研究及应用[D].电子科技大学.2004
[10].徐锐敏,张文彬.毫米波锁相倍频源小型化研究[J].微波学报.2002
论文知识图
