文献综述
一：低相位噪声微波振荡器研究背景及意义
纵观全球发展的高科技，电信业必将成为21世纪世界经济的火车头，从通信技术的迅速发展可以预测到世界必将会引起一次科技革命。人类社会是建立在信息交流的基础上，通信是推动人类文明、进步与发展的巨大动力。从远古时代到现代文明时代，人类社会的各种活动与通信密切相关，特别是当今世界已进入信息时代，通信渗透到社会各个领域，通信产品随处可见。而随着通信领域的不断完善发展，人们对雷达测量，武器测试，电子对抗，空间通信，卫星通信导航等领域的仪器性能要求也越来越高。作为仪器信号发射源的微波振荡器，其性能的要求也首当其冲的不断增加。微波振荡器是微波信号发生器的核心部件，作为本地振荡器，也是矢量网络分析仪、频谱分析仪和测试接收机的核心部件，对仪器整机性能指标有很大影响。目前，常用的产生微波振荡的有两大类，即电真空器件与固体器件。电真空器件主要包括微波电真空三极管、反射速调管、磁控管和返波管等；固体器件有晶体三极管、体效应二极管（也称狄式二极管）和雪崩二极管等。微波振荡器主要利用频率合成技术产生需要的频率或波形信号，其在微波毫米波仪器及系统应用范围广，需求大。频率合成技术是通过把晶体振荡器产生具有高频谱纯度和高稳定度的低频标准参考信号，经过在频域内进行线性运算，通过倍频、混频、分频等技术，得到具有相同稳定度和低相噪等满足各项指标要求的一个或多个频率、频段的信号。从频率合成的发展史来看，频率合成方式依次经历了直接模拟合成、锁相技术、直接数字合成。
对微波振荡器的性能要求越来越高，主要集中体现在提高信号源的频率稳定性上，即降低振荡器的相位噪声。有源器件的闪烁噪声、散粒噪声、白噪声和无源器件的热噪声都会转化为相位噪声，对振荡器输出信号的相位产生干扰。低相位噪声这个指标是每一位振荡器设计者孜孜不倦的追求，因为载波信号相位噪声的高低会影响到整个电子系统的性能。所以本文对于低相位噪声微波振荡器的研究，是极其重要的。
二：技术发展历程和研究现状
常用的产生微波振荡的有两大类，即电真空器件与固体器件。电真空器件主要包括微波电真空三极管、反射速调管、磁控管和返波管等；固体器件有晶体三极管、体效应二极管（也称耿氏二极管）和雪崩二极管等。
在微波振荡器设计方面，常用的是单环锁相频率合成或多环锁相频率合成，其中多环锁相反馈网络采用谐波混频和微波取样器，把微波主振的频率输出下变频到射频频段鉴相并构成环路，最终实现对微波主振的锁定。还有比较常用的是利用新型振荡器和间接频率合成技术相结合设计微波振荡器。
因此，现在的微波振荡器设计是将模拟技术、数字技术、光学技术和计算方法等相结合，通过直接模拟频率合成技术、锁相环（PLL）、直接数字合成（DDS）和新型的振荡器等合理组合，使得微波振荡器的频率范围、频率分辨率、频率切换时间和频谱纯度（相位噪声、谐波、次谐波和杂散）等指标大大提高。微波振荡器的发展趋势主要有以下几个方面：小型化，进一步减小体积、重量和成本；提高跳频速度和单边带噪声，增加线性度，满足现代雷达和电子对抗装备的测试需求；模块化仪器，满足自动测试领域的需求。
振荡器可以看成是是由基本放大器、选频网络、反馈网络和稳幅环节构成，振荡器的相位噪声在这几个部分都会产生。具体来说，目前国内外的研究都集中在采用工艺手段改善基本放大器或选频网络的噪声系数，以及选择合适的电路结构和选频网络类型来提高谐振回路的Q值等。在使用工艺手段改善相位噪声方面，采用覆晶技术工作于2.45GHz的LC VCO的相位噪声达到了-121dBc/Hz@1MHz;用0.15um GaAs pHEMT技术的Ka波段VCO的相位噪声为-116.36dBc/Hz@ 1MHz。在选择选频网络方面，使用BAW(bulk-acoustic wave)谐振器和考毕兹微分拓扑结构工作于2.1 GHz的振荡器相位噪声达到了-136.5dBc/Hz@100kHz;工作于5.8GHz使用微带CSRR(Complimentary Split Ring Resonator)的VCO相位噪声为-120. 84～-118.54dBc/Hz@100kHz;使用有源谐振器工作于8GHZ的振荡器相位噪声达到了-150dBc/Hz@1MHz。使用自交换偏置工作于2.5GHz的LC VCO的相位噪声为-122.9dBc/Hz@1MHz。
三：不同实现方案的比较
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