基于单片微波集成电路技术设计了一款 S波段频率可调谐滤波器芯片, 该可调谐滤波器芯片采用信道化结构, 通过选择不同通道实现宽调谐比。其中每个通道采用多级放大器与无源滤波网络级联的形式提高该滤波电路的选择性, 通过在无源滤波网络引入变容二极管实现通道频率的连续调谐, 该结构可在滤波器具备较高选择性的前提下实现宽调谐比。采用 0.25 μm GaAs赝配高电子迁移率晶体管 (PHEMT)工艺设计了一款 S波段双通道信道化可重构滤波器, 仿真结果表明, 在 0~3 V控制电压范围下, 该滤波器中心频率调谐范围为 2.5~4 GHz, 带宽变化范围为 420~650 MHz, 调谐比达到 60%, 滤波器芯片尺寸为 3 mm×3.1 mm。该设计为片上可重构射频滤波实现宽频率调谐比提供了一条技术途径。

综合代表滤波器拓扑结构和特性的耦合矩阵是交叉耦合滤波器设计的重点。提出了一种基于广义特征值的优化综合方法，通过非线性最小二次求解，将耦合矩阵的广义特征值逼近至广义切比雪夫响应多项式传输函数零极值参考点，优化求解出带有频变交叉耦合带通滤波器的耦合矩阵。通过 3个数值实例演示了该方法，并验证其有效性。这是对经典带通滤波器耦合矩阵综合方法的补充，为频变交叉耦合滤波器的设计建立了基础。

为实现低相位噪声平面振荡器，对推-推振荡器的共用谐振器与相位噪声优化方法进行了研究。提出一种基于多环式开口谐振环的差分传输线，通过加载一对耦合谐振环的方式实现2个单元振荡器之间的弱耦合，提高了共用谐振器的频率选择特性。基于该结构设计并实现了一种X波段推-推振荡器，在设计中采用一种基于振荡器有源品质因子的相位噪声优化方法。测试结果表明：该振荡器在输出二次谐波9.52?GHz处的相位噪声为-115.48?dBc/Hz@100?kHz，基波抑制度达到-54.55?dBc。

为改善宽带频率合成器的相位噪声, 提出一种基于Phase-Refining技术的微波宽带频率合成器结构与一种对其相位噪声的准确分析方法。首先, 根据线性传递函数与叠加原理得到该频率合成器的相位噪声解析模型, 通过对振荡器实测相位噪声谱型进行曲线拟合并带入模型中来准确预测其相位噪声性能。分析表明, 在级联偏置锁相环中, 整个输出频率范围内都可通过将反馈分频比最小化来改善其环路带宽内的相位噪声。实验结果表明, 该频率合成器的输出频率范围为2.1~5.6 GHz, 频率步进为1 Hz, 当输出为2.1 GHz与5.6 GHz时, 在频偏10 kHz处的相位噪声分别为-114.7 dBc/Hz与-108.2 dBc/Hz, 其相位噪声测试结果与分析计算结果相吻合。

自偏置锁相环电路结构自提出以来便受到了极大的关注, 人们普遍认为其可以改善锁相环的相位噪声。为了验证这种结构能否改善传统锁相环电路的相位噪声性能, 根据锁相环的基本理论设计并实现了一种可进行重新配置的锁相环电路结构, 电路中的锁相环结构可以在传统锁相环、自偏置锁相环和普通偏置锁相环之间进行切换。使用信号源分析仪分别测试得到了这3种结构的相位噪声性能：自偏置锁相环的带内相位噪声比普通锁相环恶化了约6 dB, 而采用普通偏置锁相环使环路等效分频比减小5的相位噪声比普通锁相环改善了约14 dB。理论与测试结果均表明, 自偏置锁相环和普通锁相环相比, 环路反馈回路中的分频比并没有有效降低, 因此自偏置锁相环的相位噪声性能并没有得到改善。