微波频率源是微波通信、微波丈量及雷达技能中的重要部件，其相噪功用和杂散功用直接影响到体系的功用和可靠性。因而，寻求更低相位噪声、更高纯度频谱和更高安稳度的频率源成为现在开展的首要趋势。
l 体系首要方针及计划
1．1 体系的首要方针
输出频率规模：4 428～5 220 MHz；步进频率：36 MHz；相位噪声：≤一100 dBc／
（3）因为对输出在4 000～4 200 MHz带内的杂散要求比较严苛，而最佳辅环点频为4 140 MHz，在腔体体积一定下，很难抵达一70 dBc方针，故权衡辅环相噪的恶化程度，挑选4 320 MHz作为辅环。
（4）为了防止辅环点频4 320 MHz作为杂散耦合到输出端，故选用功分器和将主环信号4 428～5 220 MHz通过两级扩大作为混频器的本振，辅环4 320 MHz点频作为混频器的RF端。该计划选用36 MHz的低相噪恒温晶振作为两个环路的参阅源，主环和辅环均选用HITTTITE公司的超低相噪模仿锁相环芯片HMC440，改进体系的相噪功用。辅环参阅频率为36 MHz，输出4 320 MHz频点；主环参阅频率为36 MHz，输出频率为4 428～5 220 MHz。经定向耦合器后再与辅环输出的频点混频到108～900 MHz，返回到主环鉴相器与参阅频率做比较。一切的操控都由单片机来完结，依据外部数据的输入（BCD码）来进行相应的频率输出。
2 电路完成
在规划单片频率组成器的时分，最首要的作业便是规划频率组成器的环路带宽，使得频率组成器方针在相位噪声、杂散、调频速度和安稳性上等方面抵达统筹，完成最佳的归纳功用。
2．1 最佳环路带宽
因为本项目没有要求跳频速度，所以环路带宽选用最佳带宽规划，使得相位噪声尽或许的好。频率组成器的输出噪声如下：
式中Llp（jw）为锁相环芯片的噪声，Lvco（jw）为VCO的相位噪声，Hn（jw）是被N规一化的环路滤波器的传递函数。由上式能够看出环路对带内噪声源呈低通过滤，故期望将环路带宽fc越低越好；但环路对VCO呈高通过滤，又期望环路越宽越好。为了统筹这一对对立，参阅图2能够使两种相位噪声都得到合理的按捺，能够挑选环路带宽fc在两噪声源谱密度线的交叉点邻近总是比较接近于最佳状况的。可是考虑晶振噪声要恶化20log（N／R），所以实践带宽要略小一些。
2．2 主辅环电路规划
理论预算带内相噪预算公式（不考虑晶振的相噪）：
辅环的频率相对要高点，为了使体系混频后噪声不恶化，获得较低的相位噪声，这儿选用HMC440鉴相芯片，该芯片归于模仿鉴相器，由HMC440技能资料上给出的一153 dBc／
由HMC440可推出锁相环芯片相噪为一233 dBe／Hz，由上面式（2）可推出：
其间Kd是鉴相器的鉴相灵敏度，这儿HMC440的Kd是0．286 V／rad，Kψ是VCO的压控灵敏度（rad／V），N是锁相环的倍频倍数。阻尼系数ξ为统筹滤波器的过冲和衰减取0．707～1之间的一个值即可。这样只需C2取定一个值，就能够一起确认R1，R2。C1的引进首要为滤去鉴相器发生的谐波，其引进的极点应远离主极点，即
这样环路滤波器就彻底确认了。
3 硬件及实测数据
出于本钱方面的考虑，主环的VCO需求输出两个规模频率：4 428～4716 MHz和4 752～5 220 MHz，选用两个VCO用开关进行切换。别的考虑到VCO间的相互影响，或许发生许多杂散，本规划选用VCO断电方法，确保在任一时间，只要一个VCO作业，这样防止了他们之间的相互影响。
混频选用HMC218LP3无源混频器，因为是无源的，要求本振功率比较大，所以主环输出要通过两级扩大器HMC3llLP3。在调试过程中发现，因为扩大器的非线性，使本振的谐波重量增大，所以第二级扩大器扩大到10 dBm左右驱动HMC218LP3的LO本振端，防止扩大器进入饱和状况。别的对辅环的点频4 320 MHz，通过调试当抵达HMC218LP3的RF端口信号为一7 dBm左右时获得较佳的杂散和相噪方针。
相位噪声，杂散按捺，谐波按捺和输出功率均选用惠普公司的频谱分析仪HP8564E丈量，在体系切换VCO最差相噪点5 220 MHz处相位噪声能够抵达一104．5 dBc／
4 结语
本文给出了C波段宽带低噪声频率源的一种计划，用主环驱动本振，实验测验数据标明此计划可行。信任通过仔细规划，调试，彻底能够抵达预期方针。
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